Procedimiento y dispositivo para la colada continua de un desbaste de perfilado.

Procedimiento de colada continua de un desbaste de un perfilado metálico cuya sección transversal consta al menos de una porción

(4) cuya concavidad está orientada hacia el exterior del perfilado, según el cual se cuela un metal líquido en una lingotera de colada continua (10) que comprende un cuerpo de lingotera enfriado (11), definiendo el cuerpo de lingotera un canal de colada (12) de sección transversal correspondiente a la sección transversal del desbaste, comprendiendo la sección transversal del canal de colada al menos dos porciones adyacentes (110; 111A, 111B) unidas por una porción cóncava (112A, 112B) cuya concavidad está orientada hacia el exterior del canal de colada, teniendo el canal de colada de la lingotera una conicidad C, una longitud LC, un grosor transversal mínimo Emin, teniendo el núcleo del desbaste un tiempo de solidificación tS, caracterizado porque, en cuanto se realice el cebado, se mantendrá la velocidad de extracción por encima de una velocidad de extracción mínima Vmin ≥ (LC / ts) x A/(A + LC CEmin).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/051453.

Solicitante: Arcelormittal Investigación y Desarrollo, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: JOLIVET, JEAN-MARC, BEAUVAIS,MARTIN, HEMMER,CHRISTOPHE, GAUGUE,MICHEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS... > B22D11/00 (Colada continua de metales, es decir, obteniendo productos de longitud indefinida (estirado, extrusión del metal B21C))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS... > Colada continua de metales, es decir, obteniendo... > B22D11/04 (en moldes sin fondo (B22D 11/06, B22D 11/07 tienen prioridad; instalaciones para colada continua, p. ej. para tirar hacia arriba de la barra lingote, B22D 11/14))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS... > Colada continua de metales, es decir, obteniendo... > B22D11/08 (Accesorios para comenzar la colada)

PDF original: ES-2545748_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para la colada continua de un desbaste de perfilado.

[0001J La presente invención se refiere a la colada de forma continua de un desbaste de un perfilado metálico cuya sección transversal consta al menos de una porción de concavidad orientada hacia el exterior del perfilado y, en particular, de un perfilado de acero de sección en H especialmente, que presenta una sección transversal de pequeña dimensión localmente.

[0002J De forma clásica, los perfilados de acero de sección en H, en U, en L, en loen T, se fabrican a partir de semi-productos de sección cuadrada o rectangular que están laminados en caliente en unos trenes de laminador adaptados. Este laminado comprende en general un cierto número de pasadas de desbastado que permiten obtener unos desbastes, los cuales sufren entonces una pluralidad de pasadas de acabado destinadas a dar la forma final al perfilado. Este procedimiento de fabricación tiene el inconveniente de necesitar un número importante de pasadas de laminado costosas y consumidoras de energía.

[0003J A fin de reducir el coste de producción de estos perfilados y el consumo de energía correspondiente, se ha propuesto fabricar directamente por colada continua unos desbastes de perfilados cuya sección tenga una forma próxima a la forma final deseada. La utilización de tales desbastes tiene la ventaja de evitar tener que realizar unas 20 pasadas de laminado de desbastado y de reducir así a la vez el número de pasadas de laminado y la energía de recalentamiento que es necesaria cuando se parte de un semi-producto tal como una palanquilla se sección cuadrada. A título de ejemplo, la fabricación de un perfilado del tipo IPE100 que tiene una sección de 100f50f5mm , requiere seis pasadas de desbastado y diez pasadas de acabado. Si fuese posible fabricar por colada continua directamente un desbaste de sección en forma generalmente de I de dimensión 110f70/12mm (que tiene un peso métrico de 25 kgfm) , seria posible fabricar ellPE100 por un laminado que comprende simplemente seis pasadas de acabado.

El procedimiento de fabricación directo por colada continua de desbaste de perfilado se ha aplicado para fabricar unos perfilados de dimensión relativamente importante, teniendo los desbastes unas dimensiones 30 minimas de aproximadamente 300f700f50 mm, lo que corresponde a un peso lineal de 500 kgfm.

[0005J La realización de perfilados que tienen unas dimensiones más reducidas encuentra unas dificultades durante los periodos transitorios que corresponden, por ejemplo, a los cambios de bolsa durante la colada en secuencia de bolsas sucesivas o a unos períodos de gestión de incidentes de colada.

[0006J En general, durante tales períodos, es necesario ralentizar considerablemente incluso detener la colada durante un tiempo suficiente. Cuando los perfilados son de dimensión importante, esto es posible sin dificultades . En cambio, cuando los perfilados son de dimensión más reducida y especialmente cuando tienen un peso lineal inferior a 500 kgfm, se constatan importantes dificultades en el reinicio tales como aprisionamientos.

[0007J Estas dificultades existen igualmente en el inicio de la colada que es una fase transitoria particular.

[0008J Por otro lado, la colada de productos de pequeñas dimensiones presenta unas dificultades para introducir en la lingotera de colada continua metal liquido con unas condiciones de flujo que permiten obtener una 45 buena calidad de superficie de los desbastes.

[0009J Para resolver el problema de flujo del metal liquido, se ha propuesto, especialmente en la solicitud de patente WO 2006f108874, utilizar un procedimiento de colada continua, denominado colada continua en carga. En este procedimiento, se utiliza un cuerpo de lingotera metálico enfriado que tiene una sección correspondiente a la 50 sección del desbaste de perfilado que se desea obtener, rematado por un anillo de unión que tiene una apertura correspondiente a la forma de la apertura del canal de colada de la lingotera, sobre el cual se dispone un realce de material refracta rio que tiene una forma adaptada para constituir un embudo. Esta disposición permite introducir el metal líquido en la lingotera con un flujo poco turbulento. La lingotera puede ser por ejemplo la que se describe en la solicitud de patente WO 2006f108872.

[0010J Se ha intentado utilizar el procedimiento que se acaba de describir para fabricar unos desbastes de perfilado que tienen un peso lineal del orden de 25 kgfm. Para ello, antes de la colada, se ha dispuesto en el cuerpo de la lingotera, una cabeza de maniquí como se viene haciendo clásicamente en colada continua, después se ha vertido el metal liquido en la lingotera y se ha comenzado a desplazar el maniqui hacia abajo para extraer el producto colado. Estas pruebas han mostrado que el procedimiento no penniUa efectuar un inicio de la colada en unas condiciones satisfactorias. En efecto, cuando la aceleración es demasiado grande, se observan unas rupturas del producto colado poco tiempo después del inicio de la colada, lo que no pennite colar el producto. Cuando la aceleración al inicio es demasiado reducida , se observa un bloqueo del desbaste en la lingotera que obliga a detener

la colada. Por tanto, no ha sido posible obtener unos desbastes de perfilado de pequeñas dimensiones por colada continua directa.

El objetivo de la presente invención es remediar estos inconvenientes proponiendo un medio para realizar la colada continua de desbaste de perlilado que tiene una sección de fonna próxima a la sección final

deseada, que tiene unas dimensiones reducidas que corresponden a unos pesos lineales casi inferiores a 500 kglm lineal pudiendo ser incluso del orden de una veintena de kilos por metro lineal, sin conducir a unos incidentes de colada o a unos deterioros de material.

A tal efecto, la invención tiene como objeto un procedimiento de colada continua de un desbaste de un perlilado metálico cuya sección transversal consta al menos de una porción cuya concavidad está orientada hacia el exterior del perfilado, según el cual se cuela un metal liquido en una lingotera de colada continua que comprende un cuerpo de lingotera enfriado, definiendo el cuerpo de lingotera un canal de colada de sección transversal correspondiente a la sección transversal del desbaste, comprendiendo la sección transversal del canal de colada al menos dos porciones adyacentes unidas por una porción cóncava cuya concavidad está orientada hacia el exterior

del canal de colada, teniendo el canal de colada de la lingotera una conicidad C, una longitud Le, un grosor transversal minimo Emin, teniendo el núcleo del desbaste un tiempo de solidificación ts. Según este procedimiento, una vez que se realiza el cebado, se mantiene la velocidad de extracción por encima de una velocidad de extracción mínima Vmin igual a: Vmin = (Lclts) x AJ (A + LcCEmin) .

Para garantizar el inicio, antes de colar el metal liquido, se dispone en la lingotera una cabeza de maniquí que consta de una base y una lámina de separación refractaria incorporada a la base y adaptada para obstllJir una de dichas porciones adyacentes de la sección transversal del canal de colada sobre al menos una parte de la lo ngitud del canal de colada del cuerpo de lingotera que se extiende desde la base hacia el interior del canal de colada del cuerpo de lingotera, después se comienza a colar el metal liquido y se pone en movimiento la cabeza de maniqui en dirección del exterior de la lingotera.

La lingotera de colada puede, además, comprender un anillo de unión y un realce refracta rio. La lámina de separaCión refractaria se adapta entonces para extenderse al menos hasta la unión entre el realce y el anillo de unión .

El perlilado... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de colada continua de un desbaste de un perfilado metálico cuya sección transversal consta al menos de una porción (4) cuya concavidad está orientada hacia el exterior del perfilado, según el cual se 5 cuela un metal liquido en una lingotera de colada continua (10) que comprende un cuerpo de lingotera enfriado (11 ) , definiendo el cuerpo de lingotera un canal de colada (12) de sección transversal correspondiente a la sección transversal del desbaste, comprendiendo la sección transversal del canal de colada al menos dos porciones adyacentes (110; 111A, 111B) unidas por una porción cóncava (112A, 112B) cuya concavidad está orientada hacia el exterior del canal de colada, teniendo el canal de colada de la lingotera una conicidad C, una longitud Le, un grosor transversal minimo Emin, teniendo el núcleo del desbaste un tiempo de solidificación ts, caracterizado porque, en cuanto se realice el cebado, se mantendrá la velocidad de extracción por encima de una velocidad de extracción minima Vmin = (Le l is) x N (A + Le CEmin) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, antes de colar metal liquido en la lingotera, se dispone en la lingotera una cabeza de maniqui (17) que consta de una base (18) y una lámina de separación refractaria (22) incorporada a la base y adaptada para obstruir una de dichas porciones adyacentes (110) de la sección transversal del canal de colada sobre al menos una parte de la longitud del canal de colada del cuerpo de lingotera que se extiende desde la base hacia el interior del canal de colada del cuerpo de lingotera, después se comienza a colar el metal liquido y se pone en movimiento la cabeza de maniqui en dirección del exterior de la lingotera.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual la lingotera de colada comprende además un anillo de unión (14) y un realce refractario (26) y porque la lámina de separación refractaria (22) está adaptada para extenderse al menos hasta la unión entre el realce y el anillo de unión.

4. Procedimiento según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el cual el perfilado comprende un núcleo (1) unido al menos a un ala (2; 3) y porque la porción (110) de la sección transversal del canal de colada obstruida por la lámina de separación refractaria es la porción de la sección transversal del canal de colada correspondiente al núcleo (1) del perfilado.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el cual el perfilado en H, en U, en 1, en L o en T, cuya dimensión más pequeña está comprendida entre 10 y 25 mm.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de 2 a 5, en el cual el metal liquido es acero y

porque la temperatura del metal liquido se ajusta para que el sobrecalentamiento en el realce esté comprendido entre 10 oC Y60 oC.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el cual , durante la puesta en movimiento de la cabeza de maniquí, se hace pasar la velocidad de la cabeza de maniquí de O mis a una velocidad de inicio Vd superior a la velocidad de extracción minima en un tiempo de cebado Ta comprendido entre 0, 5 s y 1, 5 s, se mantiene la velocidad a la velocidad de inicio durante un tiempo de inicio Td comprendido, preferentemente, entre 5 s y 20 s y se lleva progresivamente la velocidad de la cabeza de maniquí a una velocidad de colada Ve comprendida, preferentemente, entre 4 mlmin y 12 mlmin.

8. Cabeza de maniqui (17) para la aplicación del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, que comprende una base (18) de forma adaptada para deslizarse, obstruyéndola, en el canal de colada (12) de un molde (11) de colada continua de un desbaste de un perfilado cuya sección transversal comprende al menos dos porciones (1, 2, 3) adyacentes unidas por una porción cóncava (4) cuya concavidad está orientada hacia el exterior del desbaste, al menos un medio (23) de amarre del metal solidificado, al menos un medio de 50 estanqueidad de la base (230; 210) , caracterizada porque comprende, además, una lámina de separación refractaria (22) que se extiende por encima de la cara superior de la base, estando la sección transversal de la lamina de separación adaptada para obstruir una de dichas porciones (110) de la sección transversal del canal de colada dejando libre la o las otras porciones (111 A, 111 B) .

9. Cabeza de maniqui según la reivindicación 8, para la cual la lámina de separación (22) comprende una armadura central constituida por una placa metálica de forma generalmente rectangular (220) y un recubrimiento (240, 440) de material refractario flexible.

10. Cabeza de maniqui según la reivindicación 9, para la cual la placa metálica (220) consta de una pluralidad de agujeros (221) y porque el recubrimiento está constituido por un calcetin (240) de fibras refractarias ensartado sobre la placa metálica rectangular (220) y cosido con la ayuda de hilos de metal refractario (241) .

11. Cabeza de maniquí según la reivindicación 9, para la cual el recubrimiento de material refracta rio está 5 constituido por una trenza de fibras refracta rias 440, enrollada alrededor de la placa metalica (220) .

12. Cabeza de maniquí según cualquiera de las reivindicaciones de 9 a 11, para la cual dicho medio de estanqueidad de la base comprende una junta refractaria (230) sobre la cara superior de la base y una placa de sujeción (210) de la junta refractaria.

13. Cabeza de maniquí según la reivindicación 12, para la cual la placa metálica (220) está incorporada a la placa de sujeción (210) de la junta refractaria.

14. Cabeza de maniqui según cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, para la cual la placa de sujeción

(210) de la junta refracta ria comprende al menos un agujero (211) Y porque un medio de amarre del metal sólido es un pasador (23) de fijación de la placa de sujeción, que comprende una cabeza para el amarre del metal colado y un vástago (23A) que consta de un fileteado que se extiende a través del agujero de la placa de sujeción y que se atornilla en un agujero fileteado de la base (18) .

15. Cabeza de maniquí según cualquiera de las reivindicaciones de 8 a 14, para la cual la base (18) tiene una forma adaptada a la colada de desbastes de perfilados en forma de H, de U, de 1, de T o de L, cuya dimensión más pequeña está comprendida entre 10 y 25 mm.