MXPA97002623A - Fundicion de tira de acero - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a el método para fundir tira de acero en donde el acero fundido se solidifica como un casco sobre la superficie de colada enfriada (100). La superficie de colada (100) tiene una textura (101) formada mediante un patrón regular de proyecciones (103) y de presiones (102) superficiales y la química del acero se selecciona para generar en el charco o depósito de colada, productos de desoxidación que forman sobre la superficie de colada (100) una capa de menos de 5 micrones de espesor, una proporción predominante de la cual es líquida durante el enfriamiento del acero hasta menos de su temperatura de licuefacción, en la formación del casco solidificado. La capa esencialmente líquida suprime la formación de defectos superficiales en la superficie del metal que se solidifica debido a la deposición temprana deóxido sólido sobre la superficie de colada.

Description

"FUNDICIÓN DE TIRA DE ACERO" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con la fundición de tira de acero. Se conoce la manera de fundir tira de metal mediante fundición continua en un fundidor de cilindros gemelos. En esta técnica, el metal fundido se introduce entre un par de cilindros de colada horizontales de contrarrotación que se enfrian de manera que los cascos de metal se solidifiquen sobre la superficies movibles del cilindro y se junten en el punto de sujección entre las mismas para producir un producto de tira solidificado suministrado hacia abajo desde el punto de sujección entre los cilindros. El término "puntos de sujección" se usa en la presente para hacer referencia a la región general en la cual los cilindros quedan más próximos entre si. El metal fundido puede colarse desde un cucharón hacia un recipiente más pequeño desde donde fluye a través de una boquilla de suministro de metal colocada por encima del punto de sujección, a fin de dirigir el mismo hacia el punto de sujección entre los cilindros formando de esta manera un charco o depósito de colada de metal fundido, sostenido en las superficies de colada de los cilindros inmediamentemente por encima del punto de sujección y extendiéndose a lo largo de la longitud del punto de sujección. Este charco o depósito de colada usualmente se limita entre las placas laterales o represas que se mantienen en acoplamiento deslizante con las superficies de extremo de los cilindros a fin de represar los dos extremos del charco o depósito de colada contra flujo hacia afuera, aún cuando también se han propuesto medios alternativos tales 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 del metal de manera lo suficientemente rápida y uniforme por encima de las superficies de colada de los cilindros. En particular, ha demostrado ser difícil obtener regímenes de enfriamiento lo suficientemente elevados para solidicarse sobre los cilindros de colada con superficies de colada lisas y por lo tanto se ha propuesto usar cilindros que tienen superficies de colada que se texturan deliberadamente mediante un patrón regular de proyecciones y depresiones para mejorar la transmisión de calor y aumentar el flujo de calor logrado en las superficies de colada durante la solidificación.

Aún cuando se han propuesto distintas formas de textura de superficie, hemos determinado que la textura más satisfactoria en términos de lograr flujo de calor aumentado durante la solidificación es una que se forma mediante una serie de formaciones paralelas de ranura y reborde. De manera más especifica, en un fundidor de cilindros gemelos, las superficies de colada de los cilindros de colada pueden texturarse mediante la provisión de formaciones de ranura y reborde que se extienden circunferencialmente, de profundidad de inclinación esencialmente constante. Las razones para el flujo de calor mejorado obtenido con las superficies de colada de esta formación se explican completamente en nuestra Solicitud de Patente Australiana Número 50775/96 denominada FUNDICIÓN DE TIRA DE ACERO. Esta socilitud además describe la manera en que la textura puede llevarse al óptimo para fundir acero a fin de lograr tanto valores de flujo de calor elevados como una microestructura fina en la tira de acero fundida. Esencialmente, cuando se funde tira de acero, la profundidad de la textura desde la cresta del reborde a la raiz de la ranura debe quedar dentro de la escala de 5 micrones a 50 micrones y la inclinación de la textura debe quedar dentro de la escala de 100 a 250 micrones para los mejores resultados. Para resultados óptimos, se prefiere que la profundidad de la textura quede dentro de la escala de 15 a 25 micrones y que la inclinación sea entre 150 y 200 micrones. Aún cuando el uso de superficies de colada texturadas permite que se obtengan valores de flujo de calor suficientemente elevados durante la solidificación para permitir la fundición satisfactoria de la tira de acero, la tira resultante puede adolecer de defectos superficiales ocasionados mediante la deposición de óxidos sólidos sobre las superficies de colada durante la solidificación inicial dentro del charco o depósito de colada, estando presentes lados sólidos como productos de desoxidación en el acero fundido. Los metales ferrosos son particularmente tendientes a depositar inclusiones sólidas produciendo óxidos en forma sólida a la temperatura de fundición. La deposición de I2O3 es un problema específico. Esta deposición puede conducir a contacto intermitente entre las superficies de colada texturadas y la fusión en el punto inicial de contacto entre la fusión y la superficie de colada en el depósito o charco de colada (es decir, la región del menisco) que da por resultado una depresión de superficie transversal en la tira fundida resultante, siendo conocido el defecto como "vibración". Hemos determinado ahora que es posible evitar los defectos superficiales ocasionados por la deposición de óxidos sólidos (productos de desoxidación) asegurándose que cada superficie de colada se cubra mediante una capa de material delgada, una proporción predominante de cuya capa permanece líquida a medida que el acero se enfría a menos de su temperatura de licuefacción en la formación del casco solidificado sobre la superficie de colada. La interposición de esta capa esencialmente líquida entre la superficie de colada y el acero que se enfría en el charco o depósito de colada, puede dar por resultado sub-enfriamiento considerable del acero a menos de su temperatura de licuefacción antes de que se complete la solidificación del metal debido a que suprime la disponibilidad de sitios de nucleación discretos. Debido a que la capa es esencialmente líquida durante la solificación del metal, suprime la formación de defectos en la superficie de metal que se solidifica debido a la deposición temprana de óxido sólido sobre las superficies de colada, usándose el término "solidificación de metal" en la presente para hacer referencia al periodo de solidificación ampliado cuando el acero fundido se enfría a menos de su temperatura de licuefacción.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con la invención, se proporciona un método para fundir tira de acero de la clase en la cual el acero fundido se solidifica desde un depósito o charco de colada como un casco sobre una superficie de colada enfriada, en donde la superficie de colada se textura mediante un patrón regular de proyecciones y depresiones superficiales y en donde la química del acero fundido se selecciona para generar en el charco o depósito de colada, productos de desoxidación que forman sobre la superficie de colada una capa de menos de 5 micrones de espesor, una proporción predominante de la cual es líquida durante el enfriamiento del acero hasta menos de su temperatura de licuefacción, en la formación del casco solidificado. El charco o depósito de colada puede contener óxidos de hierro, manganeso y silicio y la capa puede comprender una mezcla de óxido de hierro, manganeso y silicio, las proporciones de las mezclas siendo de tal manera que una proporción predominante de la mezcla es líquida durante la solidificación del metal. El acero fundido puede ser un acero de manganeso/silicio calmado. En ese caso, se prefiere que el nivel de oxígeno libre del acero se controle de tal manera que la capa comprenda esencialmente una mezcla de MnO + SÍO2 a la temperatura de fundición, aún cuando puede tolerarse una proporción pequeña de AI2O3.

El nivel de oxígeno libre del acero puede controlarse recortándose en un cucharón de suministro antes de la fundición. La escoria del depósito o charco también pueden comprender óxido de aluminio. Por ejemplo, la fusión de acero puede ser un acero calmado con aluminio que genera cantidades suficientes de I2O3 en la escoria. En este caso, la fusión del acero puede tener una adición intencional de calcio a fin de reducir la precipitación del AI2O3 sólido. El método de la invención se puede llevar a cabo en un fundidor de cilindros gemelos. Correspondientemente, la invención además proporciona un método para fundir continuamente tira de acero de la clase en la cual el acero fundido se introduce en el punto de sujeción entre un par de cilindros de colada paralelos a través de una boquilla de suministro de metal colocada por encima del punto de sujeción para crear un charco o depósito de colada del acero fundido sostenido sobre las superficies de colada enfriadas de los cilindros inmediatamente por encima del punto de sujeción, mediante lo cual el acero fundido se solidifica como cascos sobre las superficies de colada, y los cilindros de colada se hacen girar para colocar los cascos solidificados juntos en una tira de acero solidificada suministrada hacia abajo desde el punto de sujeción, en donde las superficies de colada de los cilindros cada una se textura mediante la provisión de un patrón regular de proyecciones y depresiones superficiales y en donde la química del acero fundido se selecciona para generar en el charco o depósito de colada productos de desoxidación que se forman sobre cada superficie de colada del cilindro una capa de menos de 5 micrones de espesor, una proporción predominante de la cual es líquida durante el enfriamiento del acero hasta menos de su temperatura de licuefacción, en la formación de los cascos solidificados. Se prefiere que que la fracción líquida en la capa sea por lo menos de 0.75. De manera más específica, se prefiere que la capa sea esencialmente toda líquida durante la solidificación del acero.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A fin de que la invención pueda explicarse más completamente se describirán algunos ejemplos específicos haciendo referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales : La Figura 1 es una vista de planta de un fundidor de tira continua; La Figura 2 es una elevación lateral de fundidor de tira mostrada en la Figura 1; La Figura 3 es una sección transversal vertical por la línea 3—3 en la Figura 1; La Figura 4 es una sección transversal vertical por la línea 4—4 en la Figura 1; La Figura 5 es una sección transversal vertical por la línea 5—5 en la Figura 1; La Figura 6 ilustra un cilindro de colada con una forma preferida de superficie texturada; La Figura 7 es un diagrama esquemático amplificado de la clase de textura preferida; La Figura 8 es una micrografía de SEM (microscopio electrónico de exploración) que muestra la superficie de una tira fundida; La Figura 9 muestra el resultado de un microanálisis de rayos X del material en la superficie de la tira ilustrada en la Figura 8; La Figura 10 ilustra las fases de óxido presentes en una fusión de la fusión de acero calmado de manganeso/silicio; La Figura 11 ilustra los resultaods de los cálculos del modelo del efecto del espesor de la capa superficial; La Figura 12 es una microcrafía de SEN que muestra la superficie de otra tira fundida; La Figura 13 muestra los resultados de un microanálisis de rayos X del material sobre la superficie de la tira ilustrada en la Figura 12; Las Figuras 14 y 15 son fotomicrografías que muestran una sección transversal a través de la superficie de un tira fundida de acero M06 a amplificaciones diferentes; La Figura 16 muestra los resultados de un análisis de rayos X de una inclusión típica como se ve en la tira de las Figuras 14 y 15; La Figura 17 muestra el diagrama de fase de las mezclas de CaO- l2?3; La Figura 18 muestra los resultados de las adiciones de calcio en la solidificación de especímenes de las fusiones de acero A06; y La Figura 19 muestra el efecto de la temperatura de fusión de los productos de desoxidación sobre la formación del efecto conocido como "vibración".

DESCRIPCIÓN DE LA MODALIDAD PREFERIDA Las Figuras 1 a 7 ilustran un fundidor de tira continua de cilinddros gemelos que se ha hecho funcionar de conformidad con la presente invención. Este fundidor comprende un bastidor 11 de máquina principal que sale del piso 12 de la fábrica. El bastidor 11 sostiene un carro 13 del cilindro de colada que es movible horizontalmente entre una estación 14 de ensamblar y una estación 15 de colada. El carro 13 lleva un par de cilindros 16 de colada paralelos a los cuales se suministra el metal fundido durante una operación de colada desde un cucharón 17 a través de una artesa refractaria 18 y la boquilla 19 de suministro para crear un charco o depósito 30 de colada. Los cilindros 16 de colada se enfrían con agua de manera que las cascos se solidifiquen sobre la superficie 16A del cilindro movibles y se juntan en el punto de sujeción entre los mismos para producir un producto 20 de tiras solidificado en la salida del cilindro. Este producto es alimentado a un bobinador 21 normal y puede subsecuentemente ser transferido a un segundo bobinador 22. Se monta un receptáculo 23 en el bastidor de la máquina adyacente a la estación de fundición y el metal fundido puede desviarse hacia este receptáculo a través de un espita 24 de derrame sobre la artesa refractaria o mediante retiro de un tapón 25 de emergencia en un lado de la artesa refractaria si hay una mala formación seria del producto u otra mala formación seria durante una operación de fundición.

El carro 13 del cilindro comprende un bastridor 31 de carro montado mediante ruedas 32 en los rieles 33 que se extienden a lo largo de parte del bastidor 11 de máquina principal, mediante lo cual el carro 13 del cilindro 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 rodillos 16 se montan rotatoriamente. Las cunas de cilindro 34 se montan en el bastidor 31 del carro interacoplando los miembros 35, 36 de corredera complementarios para permitir que las cunas se muevan 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 colada. 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 accionamiento doble, conectada con una ménsula 40 impulsora en el carro del cilindro y el bastidor de la máquina principal para ser capaz de hacerse accionar a fin de mover el carro del cilindro entre la estación 14 de ensamblado y la estación 15 de fundición y viceversa. Los cilindros 16 de colada se hacen contragirar a través de las flechas 41 impulsoras desde un motor eléctrico y la transmisión montada en el bastidor 31 del carro. Los cilindros 16 tienen paredes periféricas de cobre formadas con una serie de pasajes de enfriamiento con agua que se extienden longitudinalmente y separados circunferencialmente suministrados con agua de enfriamiento a través de los extremos del cilindro desde los ductos de suministro de agua en las flechas 41 impulsoras del cilindro que se conectan con mangueras 42 de suministro de agua a través de los collarines 43 rotatorios. El cilindro típicamente puede ser de aproximadamente 500 milímetros de diámetro y hasta de 2000 milímetros de largo a fin de producir un producto de tira de ancho de 2000 milímetros. El cucharón 17 es de construcción enteramente convencional y se sostiene a través de un yugo 45 en una grúa superior desde donde se lleva hasta su posición desde una estación receptora de metal caliente. El cucharón se equipa con una varilla 46 accionable mediante un servocilindro para permitir que el material fundido fluya desde el cucharón a través de una boquilla 47 de salida, y el recubrimiento 48 refractario hacia la artesa refractaria 18. La artesa refractaria 18 también es de construcción convencional. Se forma como una vasija ancha fabricada de un material refractario tal como óxido de magnesio (MgO) . Un lado de la artesa refractaria recibe el metal fundido desde el cucharón y se proporciona con el rebose 24 anteriormente citado y el tapón 25 de emergencia. el otro lado de la artesa refractaria se proporciona con una serie de aberturas 52 de salida de metal longitudinalmente separadas. La parte inferior de la artesa refractaria lleva ménsulas 53 de montaje para montar la artesa refractaria en el bastidor 31 del carro del cilindro y se proporciona con aberturas para recibir los pernos 54 de indización en el bastidor del carro para colocar exactamente la artesa refractaria. La boquilla 19 de suministro se forma con un cuerpo alargado y fabricado de un material refractario tal como grafito de alúmina. Su parte inferior está ahusada a fin de convergir hacia adentro y hacia abajo de manera que pueda proyectarse hacia el punto de sujeción entre los cilindros 16 de colada. Se proporciona con una ménsula 60 de montaje mediante lo cual se sostiene en el bastidor del carro del cilindro y su parte superior se forma con pestañas 55 laterales que se proyectan hacia afuera que se colocan en la ménsula de montaje. La boquilla 19 puede tener una serie de pasajes de flujo separados horizontalmente que por lo general se extienden verticalmente para producir una descarga de velocidad apropiadamente baja del metal a través del ancho de los cilindros y para suministrar el metal fundido hacia el punto de sujeción entre los cilindros, sin incidir directamente sobre las superficies del cilindro en donde ocurre la solidifación 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 charco o depósito de metal fundido. El charco o 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 cilindros cuando el carro del cilindro están en la estación de colada. Las placas 56 de cierre laterales se fabrican de un material refractario resistente, por ejemplo, nitruro de boro, y tienen orillas 81 laterales onduladas para coincidir con la curvatura de los extremos 57 escalonados de los cilindros. Las placas laterales pueden montarse en soportes 82 de placa que son movibles en la estación de fundición mediante el accionamiento de un par de unidades 83 de cilindro hidráulico para colocar las placas laterales en acoplamiento con los extremos escalonados de los cilindros de colada a fin de formar cierres de extremo para el charco o depósito fundido del metal formado en los cilindros de colada durante una operación de fundición. Durante una operación de fundición, la varilla 46 de detención de cucharón se hace accionar para permitir que el metal fundido se cuele desde el cucharón hacia la artesa refractaria a través de la boquilla de suministro de metal desde donde fluye hasta los cilindros de colada. El extremo de cabeza limpio del producto 20 de la tira es guiado mediante el accionamiento de una mesa 96 las mordazas del bobinador 21. La mezcla 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 tira se ha formado. La mesa 96 puede funcionar contra una aleta 99 de guía de tira superior accionada por una unidad 101 de pistón y cilindro, y el producto 20 de tira puede restringirse entre un par de rodillos 102 laterales verticales. Después de que el extremo de la cabeza se ha guiado hacia las mordazas del bobinador, el bobinador se hace girar para enrollar el producto 20 de tira y la mesa se permite que oscile hacia atrás hasta su posición inoperante en donde cuelga simplemente desde el bastidor de la máquina despejada del producto que se toma directamente hacia el bobinador 21. El producto 20 de tira resultante puede transferirse subsecuentemente al bobinador 22 para producir un rollo final para transportarse alejándose de la fundidora. Los detalles específicos completos de un fundidor de cilindros gemelos de la clase general ilustrada en las Figuras 1 a 5, se describen más completamente en nuestras Patentes Norteamericanas Números 5,184,668 y 5,277,243 y en la Solicitud de Patente Internacional Número PCT/AU93/00593. La forma de textura preferida para las superficies de colada de los cilindros 16 se ilustra en las Figuras 6 y 7. Como se muestra en estas figuras, la superficie 100 de colada de cada cilindro se proporciona con formaciones 101 circunferenciales de ranura y reborde que se muestran a escala amplificada en la Figura 7. Definen una serie de ranuras 102 circunferenciales de sección transversal en forma de "V" y entre las ranuras están las series de rebordes paralelos 103 que tienen orillas 105 circunferenciales pronunciadas. Las formaciones de ranura y reborde definen una textura que tiene una profundidad desde la cresta del reborde a la raíz de la ranura que se indica como d en la Figura 7. La inclinación entre los rebordes regularmente separados se indica mediante p en la Figura 7. Como se explica más completamente en nuestra Solicitud de Patente Australiana Número 50775/96 denominada FUNDICIÓN DE TIRA DE ACERO, las orillas pronunciadas de los rebordes en las superficies de colada textruadas de la clase ilustrada en las Figuras 6 y 7 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 de calor máximo. La frecuencia de nucleación a lo largo de cada reborde depende de la inclinación entre los rebordes y es posible llevar a lo óptimo la textura para obtener valores de flujo de calor elevados y una microestructura fina en la tira de acero fundida resultante. Se han obtenido los mejores resultados con texturas superficiales que tienen una inclinación de reborde dentro de la escala de 150 a 250 micrones, y una profundidad de textura de entre 5 micrones y 50 micrones, una textura que tiene un profundidad de 20 micrones y una inclinación de 180 micrones, siendo particularmente efectiva. Las distintas clases de tira de acero se han fundido en un aparato como se ilustra en las Figuras 1 a 7. En particular, ha habido una fundición extensa de acero calmado de silicio/manganeso que tiene contenidos de carbono, manganeso y silicio dentro de las siguientes escalas: Carbono . de 0.02 a 0.15 por ciento en peso Manganeso de 0.20 a 1.0 por ciento en peso Silicio de 0.10 a 0.5 por ciento en peso Se ha encontrado que para evitar la deposición de inclusiones de I2O3 desde los aceros de esta clase, es esencial que el contenido de aluminio total del acero sea menor de 0.01 por ciento en peso. Aun entonces, sin embargo, hay un problema continuo de defectos superficiales en la tira resultante en la forma de depresiones producidas mediante la deposición de partículas de óxido sólidas sobre las superficies de colada durante la solidificación inicial del acero hacia aquellas superficies. Las partículas de óxido dejan impresiones pequeñas que pueden verse como depresiones en la superficie de la tira resultante. La Figura 8 es una fotomicrografía hasta una amplificación muy elevada de una tira de acero típica M06 fundida en el aparato de la clase que se ilustra en las Figuras 1 a 7. Los defectos de picaduras significativos podrán verse en la región central de esta figura. En la Figura 9 señala los resultados de una exploración de microanálisis de rayos X de dispersión de energía cualitativo de los defectos superficiales en la tira ilustrada en la Figura 8. Esta muestra que en la región de defecto hay concentraciones elevadas de aluminio y silicio, indicando una alta concentración de SÍO2 y I2O3. La Figura 10 ilustra las fases de óxido presentes en el acero M06 a través de una escala de temperaturas de fusión a niveles de oxígeno libre diferentes. Se verá que a niveles de oxígeno libre de fusión bajos, las fases de óxido predominantes serán AI2O3. A niveles de óxido más elevados, las fases del óxido serán una mezcla de 2SÍO2 + 3 I2O3. Ambos de estos tipos de fases de oxígeno son esencialmente sólidas y darán por resultado la deposición de partículas sólidas sobre las superficies de colada. A niveles de oxígeno libre de fusión más elevados es posible obtener fases de óxido que consisten esencialmente de MnO + SÍO2 que son líquidas a las temperaturas indicadas. Si el nivel de oxígeno libre de fusión es demasiado elevado, las fases de óxido consistirán esencialmente de SÍO2 que puede depositarse como partículas sólidas. De conformidad con la presente invención, la química de la fusión y el nivel de oxígeno libre debnen ajustarse de conformidad con la temperatura de fundición a fin de producir fases de óxido que consisten esencialmente de MnO + SÍO2. Se verá que hay una región pequeña que produce fases de óxido de MnO + AI2O3. La presencia de AI2O3 debe evitarse si es posible. Por lo tanto, se prefiere evitar la generación de estas fases de óxido y generar una capa de óxido que esencialmente es totalmente líquida a la temperatura de solidificación del acero. Sin embargo, una proporción pequeña de estas fases se puede tolerar sin defectos de picaduras significativos en la superficie, y es posible lograr buenos resultados si la fracción líquida en la capa de óxido es por lo menos de 0.75. Sin embargo, es importante evitar aquellas regiones del diagrama de fase marcadas como AI2O3; 2SÍO2 + 3AI2O3; y SÍO2. Por consiguiente, cuando se funde un acero M06 se prefiere que haya un nivel de oxígeno libre de fusión dentro de la escala de 50 a 100 partes por millón para temperaturas de fusión dentro de la escala de 1500°C a 1675°C. De manera más específica, para una temperatura de fundición de alrededor de 1600°C, el nivel de oxígeno libre de fusión debe ser entre 50 y 75 partes por millón, mientras que si la temperatura de fundición es de 1650°C el nivel de oxígeno libre de preferencia debe ser entre aproximadamente 80 partes por millón y 110 partes por millón. El nivel de oxígeno libre del acero puede controlarse recortándose en el cucharón de suministro antes de la fundición. Nuestra investigación experimental ha demostrado que la capa de óxido esencialmente líquida que cubre el substrato bajo las condiciones de enfriamiento de la tira es muy delgada y en la mayoría de los casos dentro del orden de un espesor de 1 micrón o menor. Las pruebas llevadas a cabo en un aparato experimental que simulan condiciones de fundición de tira muestran que tanto el substrato como la superficie del acero fundido tienen partículas de composiciones de manganeso y silicio que deben haberse solidificado de la capa líquida. En cada superficie, estas partículas han estado a niveles submicrónicos indicando que el espesor de la capa líquida es dentro del orden de 1 micrón o menor. Además, los cálculos del modelo demuestran que el espesor de la capa no debe ser de más de aproximadamente 5 micrones a fin de limitar la resistencia al flujo de calor debido al espesor de la capa. La Figura 11 traza los resultados de los cálculos modelo suponiendo una humectabilidad perfecta. Esto sustenta las observaciones experimentales e indica además que la capa de óxido debe ser menor de 5 micrones de espesor y de preferencia dentro del orden de 1 micrón de espesor o menor. Los resultados anteriormente citados se han verificado mediante la fundición de muchas muestras de tira de acero en un fundidor de cilindros gemelos de la clase ilustrada. La Figura 12 es una micrografía de SEN de una tira de acero típica fundida entre los cilindros de colada en una superficie texturada que tiene un profundidad de textura de 20 micrones y una inclinación entre los rebordes de 180 micrones. Esta micrografía presenta líneas de sitios de nucleación indicados por el número 106 que corresponden a los rebordes en la textura de los cilindros de colada, corriendo estas líneas de sitios de nucleación longitudinalmente de la tira. Entre estos sitios de nucleación en la superficie de la tira exhibe una exploración de microanálisis de rayos X de dispersión de energía cualitativo de este material e indicando que comprende esencialmente partículas de silicato de manganeso. Esto indica que a medida que la superficie de la tira se está formando, los óxidos en la fusión estaban en la forma de MnO + SÍO2 formando una capa delgada sobre los cilindros de colada desde donde se depositó inicialmente el material de manganeso/silicio en forma líquida pero se solidificó subsecuentemente con la tira de metal formada sin formar depresiones de la clase que se encuentran cuando los óxidos sólidos se depositan sobre las superficies de colada. El examen de la tira de acero colada en el fundidor de cilindros gemelos, de conformidad con esta invención, ha producido evidencia de que el material de silicato de manganeso producido mediante la capa de óxido líquida delgada sobre los cilindros durante la solidificación, está presente no solamente en la superficie de la tira, sino que está contenida en una banda de inclusiones de silicato de manganeso que se extiende debajo de la superficie de la tira externa. Las Figuras 14 y 15 son fotomicrografías que muestran una sección transversal a através de la superficie de una tira fundida de acero M06 a amplificaciones de 500 veces y 1000 veces respectivamente fundidas bajo las siguientes condiciones: Contenido de carbono de la fusión 0.06 por ciento Contenido de manganeso 0.6 por ciento Contenido de silicio 0.28 por ciento Temperatura de fundición 1590°C Oxígeno libre de fusión 55 partes por millón Estas exhiben una superficie normal de una capa de escala indicada como x debajo de la cual hay una banda angosta de inclusiones indicadas como Y. El análisis espectrográfico de las inclusiones muestra a las mismas como estando compuestas esencialmente de silicatos de manganeso que tienen de 20 por ciento a 50 por ciento de silicio en peso. Un análisis típico de una de las inclusiones de sub-superficies se muestra en la Figura 16. Se ha encontrado que estas inclusiones ocurren en una banda que se extiende a no más de 20 micrones debajo de la superficie de la tira externa, es decir, la superficie de la capa externa de la escala. Los aceros calmados con aluminio, tales como el acero A06 presentan problemas específicos en operaciones de fundición de tira continuas, especialmente en fundidores de cilindros gemelos. El aluminio en el acero produce cantidades significativas de AI2O3 sólido en los productos de desoxidación. Así como que conduce a la obturación del sistema de suministro de metal, las partículas de óxidos sólidas pueden depositarse sobre las superficies de colada para producir defectos de depresión en la superficie de la tira. Hemos determinado que estos problemas se pueden solucionar mediante la adición de calcio a la fusión a fin de producir CaO que junto con el AI2O3 puede producir fases líquidas para reducir la precipitación del AI2O3 sólido. La Figura 17 muestra el diagrama de fase de las mezclas de CaO-Al2?3 y se verá que la composición eutéctica de 50.65 por ciento de CaO tiene una temperatura de licuefacción de 1350°C. Por consiguiente, si la adición de calcio se ajusta para producir CaO-Al2?3 alrededor de esta composición eutéctica, esto producirá fases de óxido líquidas e inhibirá la precipitación del AI2O3. La adición de calcio necesaria convenientemente puede lograrse alimentando alambre de calcio hacia el cucharón 17. En aparatos experimentales que simulan las condiciones de fundición de tira, hemos llevado a cabo pruebas de solidificación en un gran número de especímenes de acero A06 con adiciones variables de calcio sobre substratos texturados a una temperatura de fusión de 1595°C. En cada caso el substrato tenía una textura de rebordes paralelos que tiene un profundidad de 20 micrones y una inclinación de 180 micrones. En estas pruebas medimos los valores máximos del flujo de calor obtenidos durante la solidificación. Los resultados de estas pruebas se trazan en la Figura 18 y muestran que el flujo máximo de calor se obtiene cuando Ca/Al se ajusta de manera que la mezcla de CaO-Al2?3 quede próxima a su estado eutéctico. El flujo de calor aumentado obtenido bajo las condiciones confirman la presencia de una capa líquida sobre el substrato que mejora la transmisión de calor entre el substrato y el metal que se solidifica. El examen de las tiras solidificadas reveló que la presencia de defectos superficiales disminuyó con valores de flujo de calor aumentados y que las tiras están esencialmente exentas de defectos superficiales cuando la mezcla de Cao-Al2?3 estaba cerca de su estado eutéctico. La Figura 19 ilustra la manera en que la temperatura de fusión de los productos de desoxidación en una fusión de acero puede tener influencia en la formación de defecto de "vibración". De manera más específica muestra que la profundidad de vibración resultante en la deposición de las fases de MnO-Si?2_Al2?3 de temperatura de fusión diferentes. Se verá que la seriedad del defecto aumenta con la temperatura de fusión aumentada de la fase de óxido que se precipita durante contacto inicial con la superficie de colada. Nuestro programa de pruebas ha confirmado que un acero M06 preferido para lograr resultados óptimos es el siguiente: Carbono 0.06 por ciento en peso Manganeso 0.6 por ciento en peso Silicio 0.28 por ciento en peso Aluminio < 0.002 por ciento en peso Oxígeno libre de fusión 60-100 partes por millón Se ha determinado además que una composición de A06 apropiada para lograr resultados óptimos con adición de calcio apropiado es la siguiente: Carbono 0.06 por ciento en peso Manganeso 0.25 por ciento en peso Silicio 0.015 por ciento en peso Aluminio 0.05 por ciento en peso

Claims (20)

R E I V I N D I C A C I O N E S:

1. Un método para fundir tira de acero de la clase en la cual el acero fundido se solidifica de un charco o depósito de colada como un casco sobre la superficie de fundición enfriada, caracterizado porque la superficie de fundición (100) se textura mediante un patrón regular (101) de proyecciones superficiales (103) y de presiones (102) y en donde la química del acero fundido se selecciona para generar en el charco o depósito de colada productos de desoxidación que forman sobre la superficie de colada una capa de menos de 5 micrones de espesor, una proporción predominante de la cual es líquida durante el enfriamiento del acero hasta por debajo de su temperatura de licuefacción en la formación del casco solidificado.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, que además está caracterizado porque la fracción líquida de la capa es por lo menos de 0.75.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 2, que además está caracterizado porque la capa es esencialmente toda líquida a temperaturas menores que la temperatura de licuefacción del acero fundido.

4. Un método de conformidad con la reivindicación 1, que además está caracterizado porque el acero fundido es un acero calmado de manganeso/silicio con un nivel de oxígeno libre controlado de tal manera que la capa consiste esencialmente de una mezcla de MnO y SÍO2 a la temperatura de fundición.

5. Un método de conformidad con la reivindicación 4, que está además caracterizado porque el nivel de oxígeno libre se controla recortándose en un cucharón de suministro de metal fundido antes de la fundición.

6. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que está además caracterizado porque el acero fundido es un acero calmado con aluminio con una adición intencional de calcio para controlar la formación del AI2O3 sólido en el mismo.

7. Un método de conformidad con la reivindicación 6, que está además caracterizad porque la formación del AI2O3 sólido a las temperaturas de fundición se controla alimentando calcio hacia el cucharón de suministro de metal fundido antes de la fundición.

8. Un método para fundir continuamente tira de acero de la clase en la cual se introduce acero fundido hacia el punto de sujeción entre un par de cilindros de colada paralelos (16) a través de una boquilla de suministro de metal (19) colocada por encima del punto de sujeción para crear un charco o depósito de colada (30) del acero fundido, sostenido sobre superficies de colada enfriada de los cilindros (16) inmediatamente por encima del punto de sujeción, mediante lo cual el acero fundido se solidifica como casco sobre las superficies de colada, y los cilindros de colada se hacen girar para colocar los cascos solidificados juntos en una tira de acero solidificada (20) suministrada hacia abajo desde el punto de sujeción, que está además caracterizado porque las superficies de colada (100) de los cilindros, cada uno se textura mediante la provisión de un patrón regular (101) de proyecciones superficiales (103) y depresiones (102), y en donde la química del acero fundido se selecciona para generar en el charco o depósito de colada productos de desoxidación, que forman sobre cada superficie de colada del cilindro una capa de menos de 5 micrones de espesor, una proporción predominante de la cual es líquida durante el enfriamiento del acero hasta menos de su temperatura de licuefacción, en la formacuión de los cascos solidificados.

9. Un método de conformidad con la reivindicación 8, que además está caracterizado porque la fracción líquida de la capa es por lo menos de 0.75.

10. Un método de conformidad con la reivindicación 9, que está además caracterizado porque la capa es esencialmente toda líquida a temperaturas menores que la temperatura de licuefacción del acero.

11. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que está además caracterizado porque el acero fundido es un acero calmado de manganeso/silicio con un nivel de oxígeno libre controlado para producir un producto de desoxidación en el charco o depósito de colada que comprende esencialmente óxidos de manganeso y silicio, cada capa comprende una mezcla de óxidos de manganeso y silicio esencialmente depositados sobre el cilindro de colada respectivo desde el producto de desoxidación, y la proporción de óxidos de manganeso y silicio en el producto de desoxidación es de tal manera que la capa comprende fases de óxido de manganeso y silicio líquidas .

12. Un método de conformidad con la reivindicación 11, que está además caracterizado porque el producto de desoxidación contiene MnO a SÍO2 en proporciones de aproximadamente 45 por ciento a 75 por ciento de MnO.

13. Un método de conformidad con la reivindicación 11 o la reivindicación 12, que está además caracterizado porque la fusión de acero por lo general es de la siguiente composición: Carbono 0.06 por ciento en peso Manganeso 0.6 por ciento en peso Silicio 0.28 por ciento en peso Aluminio < 0.002 por ciento en peso.

14. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que está además caracterizado porque la fusión de acero es un acero calmado con aluminio con la adición intencional de calcio para controlar la formación del AI2O3 sólido en el mismo.

15. Un método de conformidad con la reivindicación 14, que está además caracterizado porque la porporción de calcio a aluminio en la fusión queda dentro de la escala de 0.2 a 0.3 por ciento en peso.

16. Un método de conformidad con la reivindicación 14, que está además caracterizado porque el producto de desoxidación contiene CaO a AI2O3 en proporciones de 42 por ciento a 60 por ciento se CaO.

17. Un método de conformidad con la reivindicación 15 o la reivindicación 16, que está además caracterizado porque la fusión de acero en el charco o depósito de colada, por lo general es de la siguiente composición: Carbono 0.06 por ciento en peso Manganeso 0.25 por ciento en peso Silicio 0.15 por ciento en peso Aluminio 0.05 por ciento en peso.

18. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 14 o 17, que está además caracterizado porque la formación del AI2O3 sólido se controla alimentando calcio hacia un cucharón de suministro de metal fundido antes de la fundición.

19. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 8 a 18, que está ademas caracterizado porque los cilindros de colada están cromados a fin de que las superficies de colada sean superficies de cromo.

20. Un método de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 8 a 19, que está además caracterizado porque la capa es de un espesor de menos de 1 micrón.