PT95968A - Processo e dispositivo de vazamento continuo sobre um ou entre dois cilindros - Google Patents

Description

USINOR SACILOR

Société Anonyme "PROCESSO E DISPOSITIVO DE VAZAMENTO CONTÍNUO SOBRE UM OU ENTRE DOIS CILINDROS" ' ' A presente invenção diz respeito ao vazamento contínuo de produtos metálicos finos, em especial de chapas de aço, sobre um ou entre dóis cilindros.

Conhece-se já este tipo de vazamento, que consiste em levar metal em fusão ao contacto com uma superfície arrefecida, móvel em rolamento contínuo. Em contácto com esta superfície fria, o metal vazado solidifica e é arrastado pelo movimento de rolamento contínuo da superfície.

Um dos problemas conhecidps deste tipo de vazamento consiste em assegurar uma solidificação uniforme do metal em contacto com a superfície arrefecida, sendo este problema devido ao facto de, quando do contacto do metal em fusão com a superfície arrefecida, o metal se contrair solidificando, provocando essa contracção descolamentos localizados da película de metal solidificado em relação à superfície de vazamento. Segue--se daí que nas zonas onde se produz esse descolamento o arrefecimento do metal é retardado em relação às zonas onde a película se mantém bem em contacto com a superfície arrefecida. Verificou-se que, numa superfície lisa, estes fenómenos se produziam de maneira desordenada, provocando assim irregularidades tanto no aspecto da superfície do produto vazado como na sua es- -2-

trutura e podendo provocar defeitos tais como fendas de superfície. ..

Para remediar este problema e garantir uma homogeneidade da solidificação do metal vazado, foi já proposto dar â superfície arrefecida uma certa rugosidade que conduz a uma repartição bastante regular, à escala da rugosidade, das zonas onde o metal vazado está em contacto com a superfície arrefecida, e portanto a uma solidificação homogénea, à escala das dimensões do produto final, do referido metal.

Estio descritas disposições deste tipo em especial nos documentos EP 309 247 e JP 62254953,4que mostram cilindros de vazamento cuja superfície possui uma rugosidade particular definida pelas dimensões e pela disposição dos relevos, picos e cavidades da rugosidade.

Embora a utilização de superfícies de vazamento que possuam características de rugosidade particulares permita obter produtos de melhor qualidade, em especial à superfície, sucede no entanto que, quando do vazamento, podem produzir-se incidentes tais como brechas ou prisões do metal vazado e conduzir não só a defeitos no produto vazado como também a graves perturbações quando da operação de vazamento propriamente dita. Tais incidentes surgem, por exemplo, correntemente junto dos bordos das superfícies de vazamento, na proximidade das paredes laterais, ou faces menores, que mantêm lateralmente o metal em fusão e definem a largura do produto. Com efeito, estas paredes laterais são fixas e os bordos do produto vazado têm tendência para aí -3- / fiçarem presos, enquanto que, a distância destas paredes laterais, o metal solidificado em contacto com a superfície de vazamento é arrastado por esta. Daqui resulta uma diferença de velocidade entre os bordos e a zona central do produto ainda imperfeitamente solidificada, o que pode conduzir à formação de brechas, ou pelo menos a defeitos graves nos bordos do produto. A presente invenção tem por objecto resolver estes problemas, evitar os incidentes de vazamento tais como a formação de brechas e prisões, e fornecer um produto de qualidade satisfatória em toda a sua largura, em especial nos bordos.

Tendo em vista estes objectivos, a presente invenção tem por objecto um processo de vazamento de produtos metálicos finos sobre um ou entre dois cilindros arrastados em rotação, segundo o qual se conduz metal em fusão para solidificar em contacto com paredes arrefecidas do ou dos referidos cilindros, formando películas de metal sólido que são arrastadas'continua-mente pela rotação do ou dos cilindros.

Segundo a presente invenção, este processo e caracteri-zado por se arrastarem preferencialmente apenas certas zonas longitudinais das películas solidificadas.

Segundo uma variante da presente invenção, as referidas zonas arrastadas preferencialmente estão situadas na proximidade dos bordos ou nos bordos do produto moldado.

Segundo esta primeira variante, os bordos das películas em curso de soldificação estão submetidos a um esforço de arrasto particularmente importante, que impede a sua prisão nas pa-

-4- redes laterais fixas ou que, pelo menos, no caso de um princípio de prisão, rompe este e evita assim que a quantidade de metal preso cresça e conduza a uma brecha de metal líquido a jusante de prisão. A melhoria trazida pelo arrasto preferencial unicamente dos bordos das películas solidificadas não pôde ainda ser precisamente explicada. Uma hipótese ê, todavia, que o arrasto preferencial dos bordos, isto é, onde, devido â presença das paredes laterais, as películas têm tendência para ficar retidas por atrito contra as referidas paredes e onde têm ainda tendência para se solidificar mais rapidamente) permite evitar os problemas de prisão e de formação de brechas já evocados, enquanto as películas solidificadas na zona média do produto estão submetidas a esforços de arrastamento menores e não correm o risco de sofrer tensões superficiais, provocadas por este esforço, que poderiam prejudicar a qualidade do produto nesta zona média.

Segundo uma outra variante do processo de acordo com a presente invenção, as referidas zonas arrastadas preferencialmente estão situadas a uma certa distância dos bordos do produto vazado.

Segundo esta segunda variante, é a zona média das películas que é arrastada de preferência em relação aos bordos. Neste caso, os bordos das películas, em curso de solidificação, têm uma certa liberdade de deformação e, no caso da prisão nas paredes laterais, apenas estas zonas são perturbadas, estando submetidas a uma acção de corte longitudinal, enquanto a zona média -5- do produto, que é arrastada uniformemente, não sofre tensões de superfície. Parece que, neste caso, os bordos das películas asseguram de certo modo uma acção de amortecimento das tensões geradas pelo atrito nas paredes laterais, que se repartem pela largura das zonas dos bordos não submetidas ao arrasto preferencial, sendo esta acção tanto mais importante quanto mais largas forem esta zonas dos bordos. Com toda a evidência, sendo estas zonas dos bordos particularmente perturbadas, pode ser necessário eliminá-las a jusante do dispositivo de vazamento. A presente invenção tem também por objecto um dispositivo de vazamento de produtos metálicos finos sobre um ou entre dois cilindros, compreendendo este dispositivo um ou dois cilindros arrastados em rotação e cujas paredes são arrefecidas, e delimitando paredes laterais, com o ou os referidos cilindros, um espaço de vazamento.

Segundo a presente invenção, este dispositivo é caracte-rizado por a superfície do ou dos referidos cilindros ser dividida em pelo menos três zonas periféricas, tendo pelo menos uma das referidas zonas uma rugosidade maior do que a das outras zonas.

Segundo uma variante do dispositivo, a superfície dos cilindros compreende duas zonas rugosas, cada uma delas situada na proximidade de uma parede lateral, cuja rugosidade é maior do que a de uma terceira zona situada entre as duas referidas zonas rugosas. Vê-se claramente que esta primeira variante do dispôsi- -6- tivo permite em especial a realização da primeira variante do processo atrás descrito, favorecendo um arrastamento preferencial dos bordos das películas solidificadas na superfície do ou dos cilindros.

De acordo com uma segunda variante do dispositivo, a superfície do cilindro compreende pelo menos uma zona rugosa, de rugosidade superior â de outras zonas, estando esta ou estas zonas rugosas a uma certa distância das paredes laterais.

Compreender-se-á facilmente que esta segunda variante do dispositivo permite em especial a realização da segunda varian-. te atrás descrita do processo, favorecendo um arrasto preferencial de uma zona média das películas solidificadas e permitindo um deslizamento eventual dos bordos das referidas películas.

Os inventores descobriram que, além dos aspectos benéficos sobre a regularidade de solidificação do produto vazado, características particulares respeitantes â rugosidade das superfícies de vazamento poderiam participar na melhoria das condições de operação de vazamento e facilitar a obtenção de um produto vazado num ou entre dois cilindros, em especial evitando os problemas bem conhecidos provocados pelo contacto do metal com as paredes laterais fixas.

Outras características aparecerão na descrição que vai fazer-se, a título de exemplo, de várias formas de realização da presente invenção.

Far-se-á referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1 , uma vista esquemática de um dispositivo de vazamento entre dois cilindros segundo a presente invenção; A fig. 2, uma vista de uma variante no caso de cilindros desviados axialmente; A fig. 3, uma vista de cima de um outro dispositivo no caso de superfícies de vazamento mais rugosas na sua parte média do que nos bordos; e A fig. 4, uma vista em planta de um cilindro com rugosidade elevada nos bordos numa configuração particular desta.

Na fig. 1 está representada esquematicamente uma instalação de vazamento entre dois cilindros que compreende dois cilindros (1) arrastados em rotação segundo as setas (2) e duas paredes laterais fixas (3) dispostas contra as extremidades dos cilindros (1) para obturar um espaço (5) de vazamento (4) no qual se lança, quando do vazamento, metal em fusão. A parede cilíndrica dos ciliádros (1) é arrefecida e, como é bem conhecido, o metal em fusão vazado no espaço de vazamento (4) solidifica em contacto com estas paredes arrefecidas, formando películas de metal solidificado que se tornam progressivamente mais espessas e se unem ao nível do plano dos eixos dos cilindros (1) para formar o produto vazado sob a forma de uma fita fina, que é extraída continuamente por baixo.

Segundo a presente invenção, a superfície das paredes dos cilindros (1) compreende na proximidade de cada uma das paredes laterais (3) zonas periféricas (5), representadas por tracejados cruzados, cuja rugosidade é maior do que a da zona média (6). -8- c A título de exemplo, para uma largura da superfície de vazamento de 800 mm, a largura das zonas (5) de grande rugosidade é de cerca de 10 mm, sendo a rugosidade Rz destas zonas (5) de 150 micrômetros e a da zona média (6) de 80 micrometros. Estes valores podem, no entanto, variar de maneira relativamente importante segundo as dimensões dos cilindros, a natureza da superfície de vazamento e a do metal vazado. De preferência, a rugosidade Rz das zonas (5) mais rugosas serã sensivelmente igual a ou'maior que o dobro da das zonas menos rugosas.

Tais rugosidades podem ser conferidas à superfície de vazamento por numerosos processos tais como recartilhagem, pro-jecção de grenalha, electroerosão, martelagem, etc. O tipo ou a forma das rugosidades dependerão essencialmente do processo escolhido. Pode-se, por exemplo no caso de uma rugosidade produzida por recartilhagem, realizar uma rugosidade do tipo de recartilhas cruzadas, como está representado pelo seu aspecto na fig. 1, ou recartilhagem recta transversal, formando riscos orientados paralelamente ao eixo dos cilindros, como se representa pelo seu aspecto na fig. 2.

Por outro lado, a rugosidade das diferentes zonas poderá ser realizada por processos diferentes.

No caso representado na fig. 1, onde as paredes laterais (3) são colocadas contra as extremidades dos cilindros sem compreender qualquer parte saliente entre os cilindros e em contacto com superfícies cilíndricas destes, as zonas (5) de gran- c -9-

<a> de rugosidade estão situadas na proximidade directa dos bordos das superfícies de vazamento, isto é em cada extremidade dos cilindros.

J A fig. 2 representa uma variante do dispositivo, na qual os cilindros (1) estão desviados mutuamente axialmente, assentando cada parede lateral (31), por um lado, na face extrema de um cilindro e, por outro lado, na parede cilíndrica do outro cilindro. Esta configuração geral é já conhecida para permitir, por deslocamento relativo dos cilindros na direcção axial, uma variação da largura do espaço de vazamento e, portanto, uma variação da fita fina vazada.

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Neste caso, cada cilindro terá uma zona (5') de grande rugosidade num bordo da superfície de vazamento, e uma outra zona de grande rugosidade a uma certa distância do outro bordo, sendo esta distância definida em função do afastamento das paredes laterais. A zona cilíndrica (7) que se encontra em contacto com as paredes laterais e de preferência de rugosidade suficientemente pequena para que não haja o risco de abrasão da parede lateral no curso do vazamento.

Um cilindro tal como o representado em planta na fig. 4 pode ser utilizado em vez dos cilindros (1) no dispositivo representado na fig. 1. As zonas (8) de maior rugosidade deste tipo de cilindro apresentam a particularidade de estar divididas perifericamente em vários segmentos (8',8") que têm alternadamente rugosidades diferentes. Por exemplo, os segmentos (81) têm uma grande rugosidade, maior do que a dos segmentos (8"), que

-10- pode por sua vez ser maior do que a da zona média (6).

Esta disposição particular permite em especial facilitar uma eventual rejeição das margens do produto vazado, obtido pela utilização destes cilindros, criando zonas de rotura preferenciais das referidas margens. Pôde de facto constatar-se que variações bruscas de rugosidade da superfície dos cilindros, tais como as provocadas pela alternância dos segmentos (8,8')/ provocavam no produto, nos níveis correspondentes a estas variações de rugosidade, um enfraquecimento do metal do produto vazado, facilitando a rejeição ulterior das margens, por exemplo por corte com tesoura.

Ter-se-á já compreendido que a utilização dos cilindros e dispositivos que se acaba de descrever em relação com as fig. 1, 2 e 3 permite a realização do .processo segundo a presente invenção na sua primeira variante, favorecendo, por uma forte rugosidade das superfícies de vazamento na proximidade das paredes laterais, o arrastamento dos bordos das películas de metal solidificadas. O dispositivo representado em vista de cima na fig. 3 destina-se à realização do processo na sua segunda variante. Nesta variante dò dispositivo, os cilindros (1') compreendem uma zona periférica média (6') de maior rugosidade que as zonas periféricas (9) situadas na proximidade das paredes laterais.

Como já se indicou, a rugosidade das zonas (9) é suficientemente pequena para permitir um deslizamento dos bordos das películas solidificadas nessas zonas, no caso de os referidos -11- bordos terem tendência para ficar retidos por prisão nas paredes laterais. Este deslizamento pode aliás ser favorecido por uma lubrificação das zonas (9) antes do vazamento ou regularmente no decurso do mesmo. A rugosidade das zonas periféricas médias (6*) dos cilindros (1') pode evidentemente ser realizada por processos como os indicados atrás. A presente invenção não se limita aos dispositivos que se acaba de descrever a título de exemplo. Poderá em especial aplicar-se a instalações de vazamento num sé cilindro.

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Claims (10)

1. /

   REIVINDIC AÇÕES 2..— Processo de vazamento de produtos metálicos tinos sobre um ou entre dois cilindros accionados em rotação, segundo o qual se conduz metal em fusão para se solidificar em contacto com as paredes arrefecidas do ou dos referidos cilindros, formando películas de metal solido que são arrastadas continua mente pela rotação do ou dos cilindros, -caracterizado por se arrastarem preferentemente apenas certas zonas longitudinais das oelículas solidificadas.
2. 2.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por as referidas zonas arrastadas preferentemente estarem situadas na proximidade dos bordos ou nos bordos do produ to vazado. -13-
3. 3.- Processo de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado por as referidas zonas arrastadas preferentemente es tarem situadas a uma certa distância dos bordos do produto va zado.
4. 4. - Dispositivo de vazamento de produtos metálicos finos sobre um ou entre dois cilindros, que compreende um ou dois cilindros (1) accionados em rotação e. cujas paredes são arrefecidas, e paredes laterais (3) que delimitam com o ou os referidos cilindros um espaço de vazamento (4), caracterizado por a superfície do ou dos referidos cilindros estar dividida em pelo menos três zonas periféricas (5,6), tendo uma (5) pelo menos das referidas zonas uma rugosidade maior do que a das outras zonas (6) .
5. 5. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a superfície.dos cilindros compreender duas zonas rugo.sas (5) situadas, cada uma, na proximidade de uma parede lateral, cuja rugosidade é maior do que a de uma tercei ra zona (6) situada entre as duas referidas zonas rugosas.
6. 6. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a superfície do cilindro compreender pelo menos uma zona rugosa (6), de rugosidade superior â das outras zonas (9), estando esta ou estas zonas rugosas a uma certa -14-

   distãncia das paredes laterais.
7. 7. - Cilindro para um dispositivo de vazamento continuo sobre um ou entre dois cilindros, caracterizado por a sua super fície cilíndrica de vazamento estar dividica em pelo menos três zonas periféricas, uma (5) pelo menos das quais tem uma ru gosidade maior do que a das outras zonas (6) .
8. 8. - Cilindro de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender duas zonas (5) de maior rugosidade situa das nos bordos da superfície de'vazamento.
9. 9. - Cilindro de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender uma zona média (61) com uma rugosidade maior do que a de duas outras zonas (9) situadas nos bordos da superfície de vazamento.
10. 10. - Cilindro de acordo com uma qualçuer das reivindicações 7 e 8, caracterizado por a rugosidade Rz das zonas com maior rugosidade ser sensivelmente igual ou maior do que o dobro da das outras zonas. Lisboa, 22 de Novembro de 1990 C A$>& ··? OFicrst au .-‘rcpredode !ndusfrM