PT81155B - Processo de ajustamento do nivel da linha de contacto da superficie livre do metal com a lingoteira em uma fundicao continua vertical - Google Patents
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Description
'Processo de atustar.ento cio uivei da linha de contacto da superz ficie livre do metal com. & lingoteira em uma fundição continua vertical” z
dição 1© metais ferrosos ou leves, como o alumínio e as suas li1 barras. nl etc., nue tenham &
z
ΦιΑγίΙοβ “0Q2, ciuando da transfomaca.o ulterior des folhas, fios, etc.
A maior parte cios processos cie vazamento rresenteme^te utilizados na industrie, apresentam o risco de fomaeao - cmando
Z z da passagem cio metal cio estado liquido ao estado solido - de deficiências de homogeneidade mais ou menos imnortantes, devido essencialr.onte a condições de arrefecimento diferentes de um por , z to para o outro dos produtos vazados. E por este motivo que, na *** z - z fundição continua em lingote ire. vertical, onde o metal e suces— z
sivamente arrefecido indirectamente por intermédio da lingoteia ' ra, © depois clirectam.ente por una lamina de agua, se verifica, a nresonca nos semi—produtos de uma camada, exterior denominada ”crosta cor^ieal primaria.. Esta camada, cu 5a estrutura e conno—
-2J.
bado do arrefecimento indirecto do metal cuando do seu com a li.ngoteira.
, z
Alem disso rodem. ocorrer outras heteroJ.
geneidsdes muito menos pronunciadas, mas todas elas z
ambem incle z
sejaveis, tais com os ‘‘chochos’ ou. peauenos galhos da z z z
Ne oxido ou.e ps forma na sunerficie do metal livi^o em cor
Z * A» sria. jiao ‘^icara-m ohTH amente νοπ
A> Z soluooes. mais ou meros satisfatórias com vista a eliminar, ou ps.
lo menos diminuir, a importância destas heterogeneidades
AJ
Ãssim, na patente de invenção francesa Ufi 1 509 962, pre,
A A, A, z Z ve-se a utilisacao da fundição electromagnetica, técnica esta de acordo cor a qual a secção transversal z
da corrente de metal li· z
quido e restringida por meio de forças ca, podendo su.primir-se a lingoteira e evitai* assim o aparecimeE
Z A>
to da crosta cortical visto ja nao haver um arrefecimento indirecto.
Consegue-se assim melhorar a homogeneidade dos semi-produtos .
Todavia, esta técnica apresenta os seguintes ineonvenien tes 1
- 0 bastidor de fundição deve ser munido de uma instalação z
electrica relativamente complicada e dispendiosa em virtude da necessidade de se dispor de correntes electricas de frequência não industrial (?0θ a A.GCQ 1¾) para criar um. campo conveniente
A» Z de restrição electromagnetica, z
- 0 risco de heterogeneidade devido aos chochos e aumentado coro consequência, por um lado, da ausência da lirgoteira e, ροχ
z z tanto, do aumento da superfície do metal licuido ri e uc>__c·· c.
fu?.
rw Z rue.ndo do orrencue da fundição electromagnetica,
Z Z Z A> z no fornecimento da enervia electnica, o metal liouido ja n.ao e ;rar em contacto cor outras solucoes mais simules rara diminuir a esroessv.ra alefeitos 5n
Λ» poa rc^r
A , ' ' .
pe.^ane \to vaj?ia, e nec e s sari o rnidar-s e cie o oue cor olucao nu <?,r c o d?S francesa ii~ 1 os inc onveni entes utilizscao de tão uroble^as cie conservação e de mudança frequente da lingotei·
Una outra solucao consiste no emprego cie lingoteiras com lir« si.merficie interior estriadc>, por meio das auais a espessu:?a da crosta cortical rode sor reduzida em mais de 30 %, por exempio quando do vazamento de alumínio IO5O. Todavia., alem do trabalho mecânico envolvido na fabricaoao destas lingoteiras, oue s.T!r,e'!''tf'- seps»^e Isente 0 pneco <*as nesgas, enco^tra^—se nova^en—
AZ te os inconvenientes devidos a adaptacao da lingoteira, e neste caso das estrias, a cada velocidade de fundição.
^inda se conhece a fundição vertical com alteamerto, denominada uHot Topu (parte superior ouente), i?as também esta solu-* AZ A* oao tem o inconveniente de por vezes conduzir a ura solidificacao Z Z neriodica do menisco, causando pecuenas rugas na superfície dos z
seri-produtos e também dificuldades do arranque.
Tom fim, mais recentemente, a patente de invenção francesa 1:2 2 417 357 reivindicou um. processo de a-cordo com 0 ctial re faz varia?? o comcrir-ento ax5_al da parte da linsOt-eira em con— z
tacto cor ο net?.! 15 γπΉpo?? ^eio de uma. mantra. deslizayfe πχιβ desliza, sobro a parede interior da lingoteira· Um tal sistema, tom. 0 inconveniente, auando de uma solidificação prematura, do retal, de causar uma, aderencia, entre a lingotsira. e a manga, provocando assim uma destruição do mecanismo cie accionamento 110 momento em cue se quer efectuar um deslocamento da manga.
A presente invenção baseia-se no problema cie elimina.?? as z
desvantagens descritas antes e obter semi-produtos homogéneos em
AZ cue a espessura da crosta cortical seja praticamente nula, o grao z AZ seja mais fino e a superfície exterior nao apresente chochos? com este fim proporciona-se um processo que apresenta, em relação z
aos processos de acordo com a técnica anterior, as vantagens seguintes í utilização de instalações
electricas menos complicadas
Z r-+ Γ as necessárias para a fundição electromagnetica, r-+ z
continuo,
IV ' Λ* Zb adaptaeao facil as variações de parâmetros tais como a ve· locidade de fundição, porque o processo nao exige qualquer roodi· ficacao do eouipariento, tal
C--S ,
C.
ív
De z
facto, cor uri nível da fl θ γιθ fjp θ-ρ £ «Τ’
ZM z
o fenoreno d.e emensrer.to oue se amesenta coir seríz*nrodntos de z
rrande largura torna igualmente impossível z
um arranoue em mvel \>4baixo, z z e preferível vaza?? cor
Y' rois limita-se assim a altura do contacto do metal cor a parede
tical συ.®, coro se er-rpliooí.’ antes, resulta. essencialmente do arz refeci^erto do retal por intermédio da lingoteira» z z
Era portanto necessário, partindo cie lingoteira. classica
A ' cor as suas contingências, isto e, mantendo-se entro da lingotsira r.ra altura constante do retal a ov.al e fixada pela posição do flutuador e suficiente para nao impedir o funcionamento do z
mesmo, poder limitar o mais possível a altura do contacto do rez tal cor a superfície da lingoteira, possibilidade esta, oue depenz de de se encontrar um meio para regular o nivel da linha de conz z tacto da superfície livre do retal liquido com a parede da. lineo-eira.
Este meio consiste, de acordo cor a presente invenção, n?· z z anlicaoao ao liquido aue esta em. curso de solidi.ficaoao de um can
Z Z Z rsj no mame tico reriodico de intensidade va.riavel e com nma direceao senrivelrente paralela ao eixo central da lingoteira e na adaptaΛ* Z eao da ma intensidade em funcao do nivel desejado.
Verificou-se, de facto, que colocando em tono da lingoz z teima ura bobina circular constituída por um circuito electrico forrado por um ou mais enrolamentos, e alimentando-se esta bobina cor uma- corrente alternada de uma voltagem industrial suficien z
te, se consegue modificar o perfil do menisco metálico e, mais z
er especial, faser variar o nivel da referida linha Ίθ contacto do metal cor. a lingoteira, tanto mais quanto as -a-^iaooos da tensão de ali-e^.taoão e, consequentemente, ,5a intensidade do campo fo-maclo, sejam gra.ncies»
Assim, aumentando a intensidade do campo, pode baixey-se z
o nivel e, coraeouer.temente, diminuir a altura, da zona de contacto metal/lirgoteira ou, inversar.er.te, fazendo dirimir a intensiz fade do carpo, pode elevar-se este nivel e, consequentemente, aumentar esta altura.
interesse de xir tal processo reside, portanto, em permitir reduzir a vontade a altura do contacto metal/lingoteira e, ror coneesporeia, a espessura da crosta cortical, simplesmente por meio cie uma bobina alimentada por uma corrente electrica de freouência industrial de 5θ ou 60· Hz enquanto qualquer falha da «v Z z z Λ zv alimentacao electrica tera como unica consequência uma alteraçao z z da altura do metal na lingoteira, o que significa que ja nao ha qualquer risco de fuga cie metal liquido, o que não acontece no caso da fundição electromagnetica.
, z
Alem, disso, a presença de uma lingoteira, limitando a poa sibilidade de oxidação do metal liquido ao nivel do menisco, impede, graças ao contacto entre a lingoteira e o metal, qualquer
Z / deslocamento cia película de oxido para a parede lateral e, porz risco cie chochos na superfície do semi •produto · %
U cam.po forrado a criar
X licuido nue homogenizam o arrefeci· ao ce
o.o e tender a movocar a vazo do.
λ bobina ou® cria o formacao de ur grao mais fino do pro— campo magnético tem preferivelmente bobine.
longo deste eixo d.e tal r.eneira que a zona, onde o campo exerA» Z Z ur.a accao raxira, se situe a ur nivel da lingoteira.
fvpp. u •portí’’·· da base·
-j- —Λ/
i. ma tal disnosieao nermi^e, ouando de uma opsranao de fujj
-i -n*** diea,o, efectuar ur ariap.cus noivai nas melhores condiçoes posZz eiveis, isto e, cor ura altura elevada de metal na lingoteira.
ι z
(ϊγ<3·η ά ι ? i?- e η ί-θ ate
ão co£ αν z
chega?? a uga altura r-iniKia para fornar vria esressura 'C·· z
ninins- la crosta cortical do facilr?ente pelo aparecinento, •contanto, suficiente dete*?r'inar este valor durante o aplicando-se >?eguidaren.te do resF.o tino.
isre vai o?? cor??eaponde geralren^e ao r oriento en cue o se coaoca ao
Ci lovida ao ar r e f e c i r1 e n. t o lirecto mm vazanento alt-n
Λ/ encontra-se então r> c;
nha circular e z crosta cortícal p-p, vasacla, sabe-se f<re z íS neces/ ario anlicay dife??entee velocidades de vasariento.
nrocesso r1 ocor· o
ΑΛ flOcH *γ*ί Q Ί’^’Πθ^·
o. fír·’ ãQ descrita, o va· z
lo?1 raxiro
(.//aooroo
Cj
AU •ores ente irvenca-o.
-o-.o desenho ve—se um bocal do alimentaç&o 1 para o metal lioui^o, ur flutnador 2 para a re.uulaeao do nivel, ura lingotei i*a. 3 arrefecida di??ectamente por um fluido 4 oue arrefece a seguir directarer.te o retal 5 uo ponto 6. A seri-linmoteira da.
Z Z«s, cairei ta e munida de ura bobina, 7 que e alimentada cor. uma tensão
Z/v alternada 8 a fim. de criar o campo magnético com a direcçao 9 e zz provocar o abaixamento do nivel da linha de contacto da superfi.
cie do metal com a lingoteira, de um ponto 10 correspondendo ao vazamento clássico ate ao ponto 11 de acordo com a presente invenção, situando-se este ponto ao nivel da intersecção 12 da frente de solidificação 13 que resulta do arrefecimento indirecto, e da frente 14 da solidificação que resulta do arrefecimento directo. -Pode ver-se que a altura do contacto do metal com a lingoteira foi reduzida de uma altura h-j a uma altura hg extua mamente pecuena aue pode ser assimilada com o ponto 11.
A invenção pode ser ilustrada por meio dos seguintes exemplos de realização'· . . z Λ ±ím uma lingoteira de alumínio com um. diâmetro de 32O mm, uma altura de 1C0 mm, vazou-se uma liga de alumínio do tipo 2214
do metal a, meia— altura· da lingoteira, e o fluido de ar??efecirien—
zado, num nonto situa.do a, cerca de 1 cm abaixo da base da. lingote ira. 2m um primeiro ensaio, o vazamento foi efectuado nas
ΛΑ Z Z condicoes de acordo com a técnica anterior e um exame micrografico das diferentes seccões do lingote mostrou aue a crosta co??z eSSHv*c* tnocH/?. Γ*θ 1A FW2· . z — £0^112.2? 7?θσ.·1,5.!30ϊΙΈβ SGFIG dG @T1£>&ÍOS os quais a lingoteira estava rodeada por uma bobina anular com um
diâmetro interior de 372 ran e exterior de 465 m, vra altura de m, forrada por 120 voltas de fio de cobre esmaltad.o com um diâmetro de 3,35 m o alimentada por una corrente alternada de ~ - rr
- -av *v r*
Gp.da vr7 destes ensr.ios foi reBlisado $ oh unir. ieiisro θΐοβ, z
trica diferente, meõindo-se as esnessuras medias coresnondertes z
da.s crostas corticais as si?1, cor. o o tamanho granulonetrico dos f N «r^aos, oo? meio do método das interseccoes.
A» A»
Os ΤΟίυΤίΙΐ?·^ OS CtOSf/ctS ISGâioOGS ScLO ΟφΙ’ΘΒΘΠΐ^-Γ os no ovr.dno seguinte^
| Tensão em voltios | r. | 5O | 100 | 150 | 180 |
| Espessura da c rosto. cortical θτ* pp | 18 | 16 | 15 | q | z~v V |
| Torenlio dos ον’? os em pxc | 5C0 | 00 | Ί nO· 1C v’ |
C>
A» acordo cor a. presente invenoa-o oferece ?- vanta,g©n de ura.
redu· rJp.
se es te.
A/ z ~ sico, mostre um valor médio cios tamanhos cios grãos , Z AZ de 180^tm qv.ando e va.3a.d0 de acordo com a presente invenção.
Aler disso, nao se observa. cua.louer presença. de chochos.
AZ A> A» invenção encontra ?-nlica.cao na fun^icao de z z riTOdutos retailiT^p'! cos eapeeialgente ©t··* alumin? o e ev svas
espes
COP ver' apresentar ao resno ter.po una zona cortioal cura pra.ticar.ente nula, um grao fino ser adiçao
Claims (4)
1.— l’?ocesso de ajustamento do nivel de. linha de contacto
Z de. sunerficie livre do retal com a lingoteira em uma fundição xo central da lingoteira por se adaptar a sua intensidade em rv S função do nivel desejado.
2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o campo ter uma frequência industrial.
3. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ror a zona onde o carpo exerce uma acção maxima se situar a um nivel da lingoteira compreendido entre metade e a terça par-
do por, quando de uma operação de funclicao, se diminuir à intensidade do campo no momento do arranque do servieo, e depois z z se aumentar urogressivamente esta intensidade a.te um valor maxiz f mo vare, alem do qual a superfície do produto vazado começa a mo£
4·,*ρθ τ* rj fa
Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterisa.do ·ηον se modificar a intensidade do carro cuando a velocidade
Lisboa, 18 de Setembro de 1985
O Agente Oficial da Propriedade Industrial * <—> ΑΛ Λ .*
Processo de ajustamento do nível da linha de contacto da súper**z ficie livre do metal com a lingoteira em uma fundição convinua •vertical11 x- presente invenção refere-se a um processo de ajustamento do nível da linha de contacto- da superfície livre do metal com c-jZ a lingoteira em una. fundição continua vertical.
z
0 processo consiste em. aplicar ao liquido em curso de sow Z ZZ lidificanao un campo magnético periodico e variavel, cuia direccão está sensivelmente paralela ao eixo central da lingoteira, e rwZ em adaptar a intensidade deste campo em funcao do nível desejado.
1 invenção tem. a sua aplicaçao na fundição de semi-prozz dutos metalúrgicos especialmente em. alumínio e as sr.as ligas, z
ta.is coro por exemplo as ligas de li tio, e as quais devem apresentar simv-ltaneamente uma sona cortical com ura espessura praticamente rula, un grão fino ser adieao previ a de agentes de afinaeao tais coro o AUÇB, e una ausência de chochos.
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