PROCEDIMIENTO DE CONTROL DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN SECUNDARIA EN EL PROCESO DE COLADA CONTINUA.

Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua

, donde el sistema de refrigeración secundaria comprende una pluralidad de boquillas configuradas para el pulverizado de agua, donde dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: a) medir y registrar el caudal y la presión de agua en cada línea de colada obteniendo una pluralidad de curvas de la relación entre la presión y el caudal cada una de las zonas; b) visualizar, a través de un sistema de monitorización, al menos parte de la superficie de las palanquillas; y seccionar al menos una de la pluralidad de palanquillas, una vez realizadas las etapas a) y b) definidas anteriormente; donde dicha sección es utilizada para determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231307.

Solicitante: Gerdau Investigación y Desarrollo Europa, S.A. .

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CIRIZA CORCUERA,Javier, LARAUDOGOITIA ELORTEGUI,Juan Jose, ALONSO OÑA,Izaskun, ARTEAGA AYARZA,Asier.

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... > Colada continua de metales, es decir, obteniendo... > B22D11/22 (del enfriamiento de las barras coladas o de los moldes)

PDF original: ES-2443842_A2.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua de palanquilla; donde dicho procedimiento tiene aplicación en el sector de la industria siderúrgica.

Este procedimiento tiene como finalidad el dar la información necesaria para el control del sistema de refrigeración secundaria de las palanquillas en el proceso de colada continua, de forma que obtenga una elevada calidad tanto superficial como interna del producto a fabricar sin necesidad de implantar complejos sistemas o métodos de cuantificación de dicha calidad; donde adicionalmente la información puede ser fácilmente interpretada por los operarios, permitiendo conocer de forma anticipada el estado de la refrigeración secundaria, evaluando su posible efecto sobre la calidad superficial e interna y posibilitando el establecimiento de planes correctivos anticipados. Además, la manipulación y mantenimientos de los diferentes equipos que componen el procedimiento de control pueden realizarse de manera sencilla e intuitiva.

Antecedentes de la invención A modo de introducción, es conocido que la primera fase de la solidificación del acero líquido en la fabricación vía colada continua, dicha solidificación comienza en el propio molde de cobre, es debida a la consecuencia directa del gradiente térmico que se establece entre el acero líquido y el agua de refrigeración del propio molde.

Y es en el momento donde el producto fabricado, denominado palanquilla, es extraído del molde; y donde dicha palanquilla presenta una capa exterior solidificada de espesor suficiente como para aguantar sin romperse a pesar de la la presión ferrostática ejercida por el propio núcleo de la palanquilla aún en fase líquida.

En condiciones ideales, la solidificación total de la palanquilla, una vez extraída del molde, se conseguiría aumentando el espesor de manera progresiva de dicha primera capa exterior solidificada, con la mínima diferencia de temperatura en el espesor que se va formando, evitando de ese modo la aparición de tensiones termo mecánicas causantes de defectos tales como grietas o discontinuidades físicas y estructurales internas.

Pese a ello, existen factores como el deterioro de la calidad interna por segregación o la distancia del corte de la propia palanquilla que obligan a que toda la máquina de colada continua tenga que estar dotada con un sistema de refrigeración secundaria para forzar la extracción de calor de dicha palanquilla, ya sea mediante el pulverizado de agua o una combinación de aire y agua sobre la superficie de la palanquilla, acelerando de ese modo la solidificación de ésta. El diseño de este circuito depende del formato del semi-producto de colada continua, sección a refrigerar, así como otros parámetros del proceso como, por ejemplo, la velocidad de colada.

Es por ello que, para evitar la aparición de efectos negativos tanto superficiales como internos, es necesario asegurar un correcto funcionamiento de dicha refrigeración secundaria, mediante el pulverizado de agua controlado y optimizado, de forma que se consigan las condiciones de trabajo óptimas en cuanto a homogeneidad y fiabilidad del pulverizado.

En base a estos parámetros a controlar, se han ido introduciendo medidas de control del sistema de refrigeración secundaria descrito, pero donde tales medidas no permiten un control lo suficientemente completo del funcionamiento de dicho sistema, como por ejemplo:

- Control de los valores numéricos de la refrigeración secundaria, donde dichos valores son la presión y el caudal del agua de refrigeración en cada zona del circuito de refrigeración, de forma que dichos parámetros son leídos por un software de control de la máquina de colada continua, y chequeados con los valores objetivo ya tabulados y disponibles en soporte papel. Como ventaja principal se tiene que es una tarea sencilla de llevar a cabo, pero que no es lo suficientemente rápida y no permite identificar con claridad posibles tendencias a lo largo del tiempo.

- Post control gráfico de los datos del proceso de refrigeración secundaria registrados con una frecuencia de dos segundos, realizando una consulta a estas bases de datos de los valores de presión y caudal de agua, de forma que puedan ser contrastados con curvas de caudal y presión teóricas previamente definidas. Es por tanto un método “off-line” adecuado para hacer un estudio posterior a la obtención de la palanquilla, pero que no es efectivo para establecer medidas correctivas durante el proceso de colada continua.

- Valoración visual del aspecto térmico de las palanquillas en su recorrido por el sistema de refrigeración secundaria; la transferencia de información a través de una imagen es bastante más rápida y efectiva

que una valoración gráfica, e incluso puede detectarse anomalías como el descentrado de las boquillas de pulverización del agua de refrigeración. La principal desventaja radica en que para poder realizar estas observaciones, el operador tiene que abandonar la sala de control de la máquina de colada continua, descender hasta la propia máquina y observar a través de un ojo de buey de la puerta de la entrada a la cámara de refrigeración, teniendo en cuenta las altas temperaturas ambiente que debe soportar.

Es por ello que, a la vista de los antecedentes mencionados, y de los inconvenientes que presentan las herramientas estándares de control del sistema de refrigeración en colada continua descritos anteriormente, se hace necesario la aparición de un nuevo procedimiento de control que permita subsanar tales desventajas, de forma que sea lo suficientemente sencillo y simple para facilitar a los operarios la evaluación del funcionamiento de dicho sistema de refrigeración, además de ser lo suficientemente rápido como para permitir establecer acciones correctoras que permiten retornar a las condiciones de consigna con la mayor brevedad posible.

Descripción de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria en el proceso de colada continua sobre una pluralidad de palanquillas, aclarando que el término palanquilla se corresponde a un producto largo de acero de sección no obligatoriamente cuadrada ni que posee unas dimensiones estándares predefinidas; donde dicha pluralidad de palanquillas están destinadas a ser fabricadas vía colada continua, y donde el sistema de refrigeración comprende una pluralidad de boquillas configuradas para la pulverización de agua, sobre la superficie de dichas palanquillas; de forma que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

a) Medir el caudal y la presión del agua en la totalidad de las zonas del sistema de refrigeración secundaria, obteniendo una pluralidad de curvas de la relación de presión y caudal para cada una de las zonas y líneas, donde, a modo aclaratorio, dicha etapa mide y registra el caudal y la presión en cada zona del sistema de refrigeración secundaria para cada línea de colada, obteniendo una pluralidad de curvas de la presión y caudal obteniendo un total de 18 curvas en tiempo real.

b) visualizar, a través de un sistema de monitorización, al menos parte de la superficie de las palanquillas durante su recorrido a lo largo de la línea de colada; es decir, por la cámara de duchas, de la refrigeración secundaria y donde dicha monitorización es tratada a través de un sistema de análisis de imagen configurado para medir la homogeneidad de la temperatura superficial de las palanquillas a través de la caracterización de la intensidad de luz en dicha superficie;... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria de colada continua de palanquilla, donde el sistema de refrigeración secundaria comprende una pluralidad de boquillas configuradas en diferentes zonas 5 para la pulverización de agua, caracterizado por que dicho procedimiento comprende las siguientes etapas:

a) medir y registrar el caudal y la presión de agua en cada línea de colada y zona del sistema de refrigeración secundaria, obteniendo una pluralidad de curvas de la relación entre la presión y el caudal cada una de las zonas;

b) visualizar, a través de un sistema de monitorización, al menos parte de la superficie de las palanquillas en su recorrido a lo largo de la línea de colada a su paso por la cámara de duchas del sistema de refrigeración secundaria, y donde dicha monitorización es tratada a través de un sistema de análisis de imagen configurado para medir la homogeneidad de la temperatura superficial de las palanquillas a través de la caracterización de la la intensidad de luz en dicha superficie; y

c) seccionar al menos una de la pluralidad de palanquillas, una vez realizadas las etapas a) y b) definidas anteriormente; donde dicha sección es utilizada para determinar la calidad y comportamiento del sistema de refrigeración secundaria en base a la estructura de solidificación, calidad interna y calidad superficial que desvelan las muestras transversales de la palanquilla, completando la información obtenida de las curvas de presión y caudal de la etapa a) y los resultados del sistema de análisis de imagen de la etapa b) .

2. Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria de colada continua de palanquilla, según la reivindicación 1, caracterizado por que en la etapa b) , el sistema de monitorización comprende al menos una cámara óptica protegida para soportar unas condiciones muy extremas de temperatura y radiación.

3.

3. Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria de colada continua de palanquilla, según la reivindicación 2, caracterizado por que dicha, al menos una, cámara óptica comprende una pluralidad de cristales configurados para filtrar una radiación emitida por las palanquillas.

4. Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria de colada continua de palanquilla, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la etapa b) , el sistema de análisis de imagen configurado para medir la intensidad de luz en al menos parte de la superficie de dicha, al menos una, palanquilla calcula la media de las intensidades de luz y define una dispersión máxima y mínima configuradas para cuantificar la calidad de dicha palanquilla.

4.

5. Procedimiento de control de un sistema de refrigeración secundaria de colada continua de palanquilla, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en la etapa c) , la cuantificación de la calidad de las curvas de presión y caudal de la etapa a) así como la cuantificación de la calidad del sistema de análisis de imagen de la etapa b) , se realiza a través de las siguientes etapas:

c1) iluminar la sección de la palanquilla desde cada una de sus aristas;

c2) fotografiar la sección transversal de la palanquilla bajo diferentes iluminaciones; y

c3) componer la totalidad de la sección de la palanquilla a través de la combinación de las fotografías realizadas en la etapa c2.