ES2183128T5 - Sistema de enfriamiento para una maquina de colada sobre banda y procedimientos asociados. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE REFRIGERACION PARA UNA MAQUINA DE COLADA DE CINTA QUE INCLUYE AL MENOS UNA CINTA MOVIL (100, 102). EL SISTEMA DE REFRIGERACION INCLUYE VARIOS RODILLOS Y VARIAS TOBERAS (270) DISPUESTAS ENTRE LOS RODILLOS (302) PARA SUMINISTRAR REFRIGERANTE A LA CINTA. LOS RODILLOS PROPORCIONAN UNA SUPERFICIE DE APOYO RODANTE EN LA QUE PUEDE APOYARSE LA CINTA Y ESTAN CONSTRUIDOS Y DISPUESTOS DE TAL MODO QUE SE PUEDA INSTALAR UN NUMERO MAXIMO DE TOBERAS (270) PARA SUMINISTRAR REFRIGERANTE A LA CINTA DE LA MAQUINA DE COLADA. EN OTRA REALIZACION, EL SISTEMA DE REFRIGERACION INCLUYE UNA CAJA DE REFRIGERACION (50, 52) QUE TIENE (I) UNA PRIMERA CAMARA (206) PARA RECIBIR REFRIGERANTE DE UN SUMINISTRO DE REFRIGERANTE; (II) TUBOS DE ALIMENTACION PARA SUMINISTRAR EL REFRIGERANTE DE LA PRIMERA CAMARA A UNA SEGUNDA CAMARA (210) DEFINIDA POR UNA CARA DE REFRIGERACION DE LA CAJA DE REFRIGERACION Y LA SUPERFICIE DE REFRIGERACION DE LA CINTA; Y (III) UNA TERCERA CAMARA (208) PARA RECIBIR REFRIGERANTE DE LA SEGUNDA CAMARA. TAMBIEN SE REVELAN METODOS ASOCIADOS PARA OBTENER UN PRODUCTO METALICO MOLDEANDO METAL FUNDIDO.
Description
Sistema de enfriamiento para una máquina de
colada sobre banda y procedimientos asociados.
Esta invención se refiere a un sistema de
enfriamiento para una máquina de colada sobre banda y a
procedimientos asociados.
Las máquinas de colada para colar metal fundido
dar productos metálicos, tales como planchones, flejes o barras,
son bien conocidas. Un tipo de máquina de colada es una máquina de
colada vertical sobre bandas gemelas que incluye una pareja de
bandas móviles opuestas y una pareja de diques laterales móviles
opuestos, los cuales conjuntamente definen un molde. El metal
fundido, tal como aluminio fundido de un horno, se introduce en el
interior del molde por medio de una boquilla. A continuación, el
metal fundido se solidifica formando un producto de metal en el
molde. El producto de metal se extrae del molde a la velocidad de
colada y a continuación se procesa adicionalmente, por ejemplo, por
laminado en caliente, con el fin de alcanzar un producto final tal
como, por ejemplo, planchas de aluminio para latas o planchas de
aluminio para automóviles,.
Con el fin de solidificar eficientemente el
metal fundido en flejes, planchones o barras de alta calidad de un
producto de metal, se transfieren enormes cantidades de calor desde
el metal fundido que se está solidificando. Cuanto más
eficientemente sea transferido el calor desde el metal fundido, más
alta será la productividad de la máquina de colada y mejor será la
microestructura de la fundición del producto de metal fundido. Este
calor se elimina por medio de bandas, de manera que existe la
necesidad de un enfriamiento eficiente de la parte inferior de la
banda con un refrigerante, tal como el agua. El refrigerante se debe
suministrar a la parte inferior de la banda y a continuación se
debe eliminar de la misma. Por lo tanto, un sistema de enfriamiento
para una máquina de colada sobre banda debe poder suministrar
cantidades enormes de refrigerante a la parte trasera de la banda
mientras que al mismo tiempo proporciona una manera eficiente y
sustancialmente a prueba de fugas para retirar el refrigerante
después de que haya impactado contra el lado trasero de la
banda.
El resumen de patente japonesa número 59078760 a
Akiyo et al., muestra un dispositivo de colada continua de
tipo banda en el cual se utilizan placas perforadas como superficies
de bloques de retención que se encuentran en contacto con las
bandas. Las superficies son lubricadas por un lubricante disperso a
través de una pluralidad de pasajes para disminuir la resistencia
por fricción entre los bloques de retención y las bandas. También
se proporcionan bloques laterales enfriados por agua adyacentes a la
posición en la cual se completa la solidificación de un
metal
fundido.
fundido.
El documento de patente US número 4.601.324 a
Artz et al., muestra un aparato de colada por bandas gemelas
que tiene un ensamblaje de soporte central alineado con una cámara
de moldes y ensamblajes de soporte lateral alineados con un dique
lateral respectivo del aparato para respaldar una banda de colado
respectiva contra los diques laterales. Cada ensamblaje de soporte
lateral incluye una pluralidad de rodillos dispuestos en serie que
son guiados en avance de rodillo en la dirección de la colada a lo
largo de una porción de longitud, de manera que en cualquier
momento existe una pluralidad de cuerpos rodantes en contacto con
una banda de colada respectiva.
Aunque se han mostrado y operado sistemas de
enfriamiento para máquinas de colada sobre banda (ver por ejemplo,
los documentos de patente de los Estados Unidos número 4.061.177;
4.061.178; 4.679.611 y 4.905.753), todavía existe la necesidad de
un sistema de enfriamiento que pueda suministrar cantidades enormes
de refrigerante a la parte trasera de la banda, mientras que al
mismo tiempo pueda retirar el refrigerante de una manera eficiente
y a prueba de fugas.
De acuerdo con la invención, se proporciona una
máquina de colada sobre banda que incluye al menos una banda móvil
que tiene una superficie de enfriamiento y una superficie de colada,
y un sistema de enfriamiento, que se caracteriza porque el citado
sistema de enfriamiento incluye una caja de enfriamiento que tiene
una primera cámara para recibir el citado refrigerante desde una
fuente de refrigerante; medios para suministrar el citado
refrigerante desde la citada primera cámara a una segunda cámara
definida por una cara de enfriamiento de la citada caja de
enfriamiento y la citada superficie de enfriamiento de la citada
banda; y una tercera cámara para recibir el citado refrigerante
desde la citada segunda cámara; y porque el citado medio para
suministrar el citado refrigerante desde la citada primera cámara a
la citada segunda cámara incluye una pluralidad de tubos de
suministro, teniendo cada uno de ellos un extremo que recibe el
citado refrigerante desde la citada primera cámara y un extremo
opuesto; un colector que se comunica con el citado extremo opuesto
del citado tubo de suministro para recibir refrigerante desde el
citado tubo de suministro; y una pluralidad de boquillas,
incluyendo cada una de ellas una abertura de boquilla que se
comunica con el citado colector y que está dispuesta sobre la
citada cara de enfriamiento para suministrar el citado refrigerante
desde el citado colector al interior de la citada segunda
cámara.
cámara.
De acuerdo con la presente invención, también se
proporciona un procedimiento para colar metal fundido formando un
producto de metal de acuerdon con la reivindicación 34.
Se podrá obtener una compresión completa de la
invención a partir de la descripción que sigue de la realización
preferente cuando se tome en conjunto con los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama esquemático de una
máquina de colada sobre bandas gemelas que incluye el sistema de
enfriamiento de la invención.
La figura 2 es una vista en alzado lateral
parcialmente esquemático de la máquina de colada sobre bandas
gemelas que se muestra en la figura 1.
La figura 3 es una vista esquemática en
perspectiva de la caja de enfriamiento del sistema.
La figura 4 es una vista en alzado de la caja de
enfriamiento que se muestra en la figura 3.
La figura 5 es una vista en sección transversal
vertical de la caja de enfriamiento de la invención.
La figura 6 es una vista en perspectiva de un
ensamblaje que consiste en los tubos de suministro, colector y
boquillas de la invención antes de que el mismo ensamblaje se
coloque en la caja de enfriamiento.
La figura 7 es una vista detallada de una
porción de la figura 5.
La figura 8 es una vista incluso más detallada
de una porción de la figura 7.
La figura 9 es una vista en alzado frontal, en
la que se han extraído algunas capas, de la cara de enfriamiento de
la invención.
La figura 10 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado del bloque de cojinetes y de los rodillos de la
invención.
La figura 11 es una vista en alzado lateral de
un bloque de cojinetes ensamblado con los rodillos.
La figura 12, es una vista en alzado frontal de
los ensamblajes de bloques de cojinetes adyacentes.
La figura 13 es una vista en sección transversal
horizontal que muestra el medio de sellado de la invención.
Como se utiliza en la presente, el término
"producto de metal" significa flejes o planchones primariamente
revestidos o no revestidos, sustancialmente de uno o más metales,
incluyendo sin limitación, el aluminio y las aleaciones de
aluminio, y también puede incluir, en un sentido más amplio, barras,
láminas o redondos, revestidos o no revestidos.
La figura 1 es un diagrama esquemático del
sistema de enfriamiento de la invención que se ha mencionado más
arriba. El sistema de enfriamiento incluye un depósito 20 de
suministro de refrigerante que contiene el fluido refrigerante,
normalmente agua 21, que se utiliza en el sistema de enfriamiento.
El depósito 20 está equipado con un ventilador de venteo 22 que
expulsa aire desde el depósito 20, así como de un separador de aire
24 que separa el aire del agua cuando la misma entra en el depósito
20. La válvula 26 es una válvula de drenaje que se puede utilizar
para vaciar el agua del tanque por medio de la línea 28. Esta agua
puede ir entonces al sistema municipal de agua/alcantarillado.
El agua 21 circula desde el depósito 20 a través
de un tubo 30 por medio de una bomba 32. Esta bomba 32 suministra
el agua 21 desde el depósito 20 con un caudal de
200-220 l/s por metro cuadrado de superficie de
enfriamiento de la caja de enfriamiento. A continuación, el agua 21
circula a través del tubo 34 a una válvula de compuerta 36 que se
utiliza para ajustar la presión del agua 21 en el sistema de
enfriamiento en la cámara 208 (figura 5). Desde allí, el agua
circula por el tubo 38 al interior de un filtro 40. El filtro 40
elimina cualquier suciedad u otras materias particuladas del agua
21 antes de que el agua se introduzca en la máquina de colada, como
se explicará más
adelante.
adelante.
Desde el filtro 40, el agua circula dentro del
tubo 41. En este punto, el agua 21 puede circular al enfriador 42,
si se desea enfriar adicionalmente el agua 21. El agua 21 sale del
enfriador 42 por la línea 43 y a continuación al interior de las
cajas de enfriamiento de la máquina de colada, como se explicará
más
abajo.
abajo.
Se ha encontrado que la temperatura del agua que
proporciona la mejor relación de enfriamiento en la máquina de
colada es de aproximadamente 20ºC a 40ºC, siendo preferente de 25ºC
a 35ºC. Sin embargo, cuando el agua circula a través de la máquina
de colada, la temperatura del agua 21 se incrementa. Con el fin de
enfriar el agua, se puede utilizar el enfriador 42. Para turnos
cortos de colada, puede no ser necesario el enfriador 42. En este
caso, el agua 21 no circula al interior del enfriador 42, sino que
por el contrario, circula por la línea 44 y entonces es introducida
en el interior de las cajas de enfriamiento de la máquina de colada,
como se explicará más adelante. Alternativamente, el agua del
enfriador 42 se puede mezclar con agua caliente de la máquina de
colada para obtener la temperatura de agua deseada. El flujo de agua
21, ya sea al interior del enfriador 42 o derivando el mismo, está
controlado por dos válvulas, la válvula 45 en la línea 44 y la
válvula 46 en la línea 43. Se podrá apreciar que cerrando la válvula
45 y abriendo la válvula 46, el agua 21 circula desde la línea 41
al interior del enfriador 42 y a continuación, por la línea 43 al
interior de la línea 47 y a continuación a la máquina de colada 48.
De manera alternativa, para derivar el enfriador 42, se cierra la
válvula 46 y se abre la válvula 45, de manera que el agua 21 circule
por la línea 44 y a continuación en la línea 47 para su
introducción posterior al interior de la máquina de colada 48.
El agua 21 se encuentra entonces lista para ser
suministrada a las cajas de enfriamiento 50, 52 detrás de cada
banda de la máquina de colada 48 por los tubos respectivos 54, 56
que se ramifican desde el tubo 47. Las cajas de enfriamiento 50, 52
será descrita con mucho más detalle en la presente y a continuación,
pero en este punto es suficiente indicar que el agua 21 se
suministra a las cajas de enfriamiento 50, 52 y a continuación el
agua se dirige para circule contra la parte trasera de las bandas
(no mostradas en la figura 1) y enfriar las bandas mientras el
metal fundido empieza a solidificarse en el molde 58 de la máquina
de colada 48. El producto de metal que se solidifica en el molde 58
se retira de la zona de colada 60 a la velocidad de colada, y a
continuación se procesa adicionalmente, por ejemplo por laminado en
caliente y laminado en frío, para formar un producto de metal
final, tal como latas de aluminio o planchas para automóviles. Una
vez que al agua 21 haya circulado contra la parte trasera de las
bandas, se retira de las mismas por medio de una presión reducida,
preferiblemente, presión subatmosférica, a través de los tubos 61,
62, 63, 64 que están conectados al tubo 66. Se utiliza una válvula
de estrangulamiento 68 para ajustar la presión en el tubo 66 y por
lo tanto en la cámara 208 (figura 5). La presión también se puede
ajustar cambiando las revoluciones de la bomba 70. Se podrá
apreciar que la bomba 70 puede bombear agua y aire, puesto que el
refrigerante que sale de las cajas de enfriamiento 50, 52 contiene
aproximadamente 95% de agua y 5% de aire.
A continuación, el agua 21 es bombeada a través
del tubo 72 de vuelta al depósito 20 para la recirculación en el
sistema de enfriamiento. Preferiblemente se proporciona una válvula
74 para alimentar agua fresca, por ejemplo de un sistema de agua
municipal, que se introducirá en el depósito si así se desea. Se
podrá apreciar que el sistema de enfriamiento de la invención
proporciona un sistema de lazo cerrado continuo, en el cual el
refrigerante 21 circula desde el depósito 20 a la máquina de colada
y a continuación, retorna al depósito 20.
La figura 2 es una vista en alzado lateral de la
máquina de colada 48, que muestra las cajas de enfriamiento 50 y 52
dispuestas detrás de una pareja de bandas móviles 100 y 102,
respectivamente. En esta vista, no se muestran los diques laterales
para la máquina de colada, pero se podrá apreciar que las bandas 100
y 102 junto con los diques laterales opuestos móviles definen el
molde 58 (figura 1) en la zona de colada 60.
El metal fundido se suministra al molde 58 desde
un horno 110 que tiene un canal 112 que sale del mismo. El horno
110 y el canal 112 se muestran de forma esquemática en la figura 2.
El metal fundido en el canal 112 se envía a una artesa de colada
114 y a continuación, al interior de una boquilla 116. Para una
descripción más detallada de una boquilla que se puede utilizar,
ver el documento de patente de los Estados Unidos número 4.998.315,
cuya exposición se incorpora expresamente a la presente a título de
referencia.
La boquilla 116 introduce el metal fundido en el
interior del molde 58. El metal fundido 120 desde la boquilla 116
empieza en forma fundida pero cuando se mueve a través de la zona de
colada 60, el metal fundido 120 se solidifica formando un producto
de metal 122. A continuación, el producto de metal 122 se saca de la
zona de colada 60 para realizar sobre el mismo un procesado
adicional, tal como el laminado en caliente, con el fin de formar
el producto de metal final, tal como chapas para latas o chapas para
automóvil, por ejemplo.
Las bandas 100 y 102 se desenrollan de las
bobinas superiores 130, 132 y a continuación son guiadas por las
poleas 134, 136 y 138, 140 respectivamente, a través de la zona de
colada 60. A continuación,las bandas 100 y 102 son enrolladas en
las bobinas inferiores 142 y 144. También se proporcionan zapatas de
banda de banda 150, 152 y 154, 156 para ayudar a guiar las bandas
respectivas 100 y 102 a través de la zona de colada 60. Se podrá
apreciar que aunque la figura 2 muestra una banda de extremo abierto
para una máquina de colada orientada verticalmente, la invención
que se muestra en la presente no está limitada a este tipo de
máquina de colada y se puede utilizar con otros tipos de máquinas
de colada, tales como los que utilizan bandas sin fin y máquinas de
colada que, bien están orientados generalmente verticalmente o bien
están orientados generalmente
horizontalmente.
horizontalmente.
Cada una de las bandas 100, 102 tiene una
primera superficie principal 100a, 102a y una segunda superficie
principal 100b, 102b. Las bandas 100, 102 pueden tener cualquier
anchura deseada y un espesor que varia desde aproximadamente 0,25
mm a 0,635 mm o 0,75 mm. Como se muestra en la figura 2, las
superficies principales primeras 100a, 102a están expuestas al
metal fundido en la zona de colada 60, mientras que las superficies
principales segundas 100b y 102b (o superficies de enfriamiento)
están expuestas a las cajas de enfriamiento respectivas 50 y 52. Se
podrá apreciar que el agua de las cajas de enfriamiento 50, 52 choca
contra las superficies principales segundas 100b y 102b de las
bandas 100 y 102 con el fin de enfriar las bandas 100 y 102 así como
de retirar el calor del metal fundido que se está solidificando en
el molde 58. Como puede ser utilizado en la presente algunas veces,
el término "parte frontal de la banda" se refiere a la primera
superficie principal 100a o 102a de la banda respectiva 100 o 102,
y el término "parte trasera de la banda" o "superficie de
enfriamiento" se refiere a la segunda superficie principal 100b
o 102b de la banda respectiva 100 o 102.
Para una descripción más detallada de una
máquina de colada sobre bandas gemelas, ver el documento de patente
de los Estados Unidos número 4.964.456, cuya exposición se incorpora
expresamente en la presente a título de referencia.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
3-13, la operación de la caja de enfriamiento 52
será discutida en detalle. Se podrá apreciar que las cajas de
enfriamiento 50 y 52 operan de una manera similar, de manera que
solamente se explicará una caja de enfriamiento 52. Como se puede
apreciar en la figura 3, la caja de enfriamiento 52 consiste en una
caja exterior 200 que rodea sustancialmente y preferiblemente de
manera completa, a una caja interior 202. La operación general de
la caja de enfriamiento 52 es que el agua de refrigerante 21 es
suministrada por el tubo 56 (ver también la figura 1) al interior de
la caja interna 202. La caja interna 202 está divida en dos cámaras
por una pared 204, creando la pared 204 una cámara 206 de suministro
de refrigerante y una cámara 208 de retirada de refrigerante. El
refrigerante 21 es suministrado por el tubo 56 al interior de la
cámara 206 de suministro de refrigerante. Después del suministro a
la misma, el refrigerante se dirige hacia una cámara 210 (figura 5)
formada por la parte frontal de la cara de enfriamiento 212 de la
caja interna 202 y la parte trasera 102b de la banda. Después de
que el refrigerante choque contra la parte trasera 102b de la banda
102, es extraído de la cámara 210 por el tubo 63 y a continuación,
por el tubo 66. El refrigerante es extraído por medio de una
presión negativa creada por la bomba 70 (figura 1). A continuación,
el refrigerante recircula a través del sistema como se explicó en
la figura 1.
Aunque la cara frontal 212 de la caja interna
202 está sellada contra la banda 102 (como se explicará más abajo
en detalle con respecto a la figura 13), algo del refrigerante puede
no ser extraído a través de la cámara 208 de retirada del
refrigerante por medio del tubo 63. Sin embargo, este refrigerante
es extraído a través de la caja externa 200 que también tiene un
tubo 64 que está conectado al tubo 66. Debido a que esta presión
negativa también está producida en la caja externa 200, cualquier
refrigerante que no haya sido extraído de la cámara 208 por el tubo
63 se recibe en el interior de la caja externa 200 y será extraído
de la misma. Este refrigerante circula a través del tubo 64 y al
interior del tubo 66 para que sea recirculado en el sistema de
enfriamiento junto con refrigerante de la caja interna 202. El
ventilador de vacío 230 sirve varias funciones. Cuando se introduce
inicialmente refrigerante en el interior de la cámara 208, el
ventilador 230 crea una subpresión en la cámara 208 de manera que
el refrigerante se pueda extraer de la misma a través del tubo 63.
El vacío creado también dirige inicialmente la banda 100 contra los
rodillos de la caja de enfriamiento y proporciona un sellado en el
lado de la banda 100, de manera que el agua refrigerante no se fuga.
Durante el arranque inicial y en todos los momentos posteriores, el
ventilador de vacío 230 elimina el aire que está mezclado con el
refrigerante. Este aire es introducido en el refrigerante desde el
ambiente. Este aire es eliminado de la caja externa 200 por el tubo
64 y por el tubo 66. El ventilador de vacío 230 también crea una
subpresión en la caja de enfriamiento 50.
Haciendo referencia a continuación a las figuras
4-7, se discutirá una explicación detallada 10 de
suministro y extracción de refrigerante de la cámara 210. El
refrigerante entra en la cámara 206 de suministro de refrigerante
por medio del tubo 56. Con el fin de pasar desde la cámara 210, se
proporciona una serie de tubos de suministro, tales como el tubo de
suministro 250 (figura 5). Los tubos de suministro se disponen en
una relación sustancialmente perpendicular respecto a la cara de
enfriamiento 212 y a la banda 102 y tienen un primer extremo abierto
252 que se comunica con la cámara 206. El tubo de suministro 250
pasa a través de un orificio 254 en la pared 204 que separa la
cámara 206 de la cámara 208. El tubo de suministro 250 también tiene
un segundo extremo abierto 260 que se comunica con un colector 262
que está dispuesto generalmente paralelo a la banda 102 y que se
extiende transversalmente a través de la cara de enfriamiento 212 de
la caja interna 202. Se podrá apreciar que cada colector recibe una
pluralidad de tubos de suministro, como mejor se puede observar en
la figura 6, la cual muestra varios tubos de suministro, tales como
el tubo de suministro 250 que están siendo recibidos en el
colector
262.
262.
Haciendo referencia más en particular a las
figuras 7 y 8, a continuación el refrigerante en los colectores es
suministrado a una serie de boquillas, tales como la boquilla 270,
para su suministro al interior de la cámara 210 y de esta manera, a
la parte trasera 102b de la banda 102. Cada colector incluye una
pluralidad de pasajes, tales como los pasajes 272, 274, en los
cuales se dispone una boquilla, tal como la boquilla 270 en el
pasaje 272. La boquilla 270, que será explicada con mayores detalles
más abajo, incluye un extremo que se rosca en el pasaje 272 y un
extremo abierto 278 que suministra el refrigerante a la parte
trasera 102b de la banda 102. Después de chocar contra la parte
trasera 102b de la banda 102, el refrigerante es aspirado
separándolo de la cámara 210 a través de los pasajes definidos por
colectores adyacentes longitudinalmente, tales como un pasaje 280
entre el colector 262 y el colector 282. La separación también se
puede apreciar observando la figura 9, que muestra una pluralidad
de tales separaciones. A continuación, el refrigerante se recibe en
la cámara 208 de retirada de refrigerante y se extrae de la misma
por medio del tubo 63 y a continuación al tubo 66, como se explicó
más arriba, para la recirculación del sistema.
Haciendo referencia a continuación a la figura
9, se muestra una vista detallada de la cara de enfriamiento 212 de
la caja interna 202. La cara de enfriamiento incluye una pluralidad
de columnas de bloques de cojinetes de bronce tales como el bloque
de cojinetes 300 que incluye rodillos, tales como los rodillos 302,
304. Los rodillos se extienden hacia afuera desde los bloques de
cojinetes y proporcionan una superficie de rodadura sobre la cual
se encuentra soportada la banda 102, como se puede apreciar en la
figura 8. Como se puede apreciar en la figura 9, los bloques de
cojinetes incluyen varias aberturas en las cuales se disponen las
boquillas, tales como la boquilla 270 (figuras
7-8). Los bloques de cojinetes y los rodillos
también están construidos y dispuestos de manera que hay definida
una abertura de boquilla entre los rodillos, como se explicará en
detalle en referencia a las figuras 10-12. La figura
9 también muestra capas de la cara de enfriamiento 212 que han sido
eliminadas para mostrar los distintos elementos del sistema de
suministro de refrigerante. El colector 262 se muestra con pasajes
272 y 274 realizados en el mismo. Como se ha discutido más arriba,
el refrigerante 21 se suministra al interior del colector 262 por
medio de tubos de suministro, tales como el tubo de suministro 250
(figuras 5-8). La figura 9 muestra más claramente un
tubo de suministro 250a que suministra refrigerante 21 al interior
del colector 262. Finalmente, la figura 9 también muestra una vista
frontal de la pared de partición 204 con una apertura 254a a través
de la cual se dispone un tubo de suministro. Esta abertura es
similar a la abertura 254 que se muestra en las figuras
5-8.
5-8.
Por lo tanto se podrá apreciar que el
refrigerante 21 se suministra al interior de la cámara de suministro
de refrigerante 206 por medio del tubo 56 y es transportado por
tubos de suministro, tales como los tubos de suministro 250 y 250a
a colectores, tales como el colector 262, para su posterior
suministro a las boquillas, tales como la boquilla 270. La boquilla
270 tiene una abertura 271 de boquilla (figura 12) que tiene un
diámetro comprendido aproximadamente de 0,8 mm a 1,5 mm. A
continuación, el refrigerante 21 choca contra la parte trasera de
la banda 102b en la cámara 210 y es extraído de la cámara 210 al
interior de la cámara de retirada 208 de refrigerante.
Las figuras 10-12 muestran una
porción del bloque de cojinetes 300. El bloque de cojinetes 300 que
está fabricado de bronce, incluye una pluralidad de aberturas, tal
como la abertura 312, en la cual se rosca una boquilla, tal como la
boquilla 270. Como se puede apreciar en la figura 8, la boquilla 270
se asegura al colector 262 asegurando de esta manera el bloque de
cojinetes 300 al colector 262 y a su vez, creando la cara de
enfriamiento 212 de la caja de enfriamiento 202. Los rodillos se
disponen en cada lado del bloque de cojinetes y se aseguran al
mismo por medio de un árbol 310 de rodillos, parcialmente dispuesto
en una abertura 313 del árbol de rodillos. El árbol 310 de rodillos
tiene conectado al extremo 314 del mismo, un rodillo 302 de acero
inoxidable y en el otro extremo opuesto 316 está conectado al
rodillo 304. El árbol 310 de rodillos es libre para rotar en una
pasaje 312. Como se puede apreciar en la figura 11, los rodillos
tienen una porción 318 que se extienden desde la cara 320 del
bloque de cojinetes.
Haciendo referencia a la figura 12, se muestra
una vista en alzado frontal detallado de dos bloques de cojinetes
adyacentes. Los rodillos están diseñados para definir un espacio
340 en el cual se dispone una boquilla 342. Los rodillos 302, 304
que se muestran incluyen una porción cilíndrica que proporciona una
superficie de rodadura relativamente delgada, y una porción
troncocónica generalmente, preferiblemente curvilínea o aflautada
(cóncava hacia afuera) como se muestra, para proporcionar o
establecer el espacio 340 entre los rodillos y permitir (i) la
boquilla y (ii) la circulación de refrigerante alrededor de la
boquilla. Esto permite que se coloque un gran número de boquillas
en un área pequeña junto con un área suficiente para el movimiento
del refrigerante a y desde la banda, con el fin de incrementar la
eficiencia de enfriamiento al mismo tiempo que también se
proporciona suficiente soporte de rodillo para la banda. La
distancia horizontal D_{1} entre dos rodillos es aproximadamente
de 5 mm a 1 mm, preferiblemente aproximadamente 11 mm o 12 mm y la
distancia vertical D_{2} entre dos rodillos es preferiblemente
aproximadamente 13 mm. Esta ajustada separación permite una densidad
elevada uniforme del suministro de agua a la parte trasera de la
banda, lo cual a su vez facilita una elevada transferencia de calor
y una temperatura de operación fría para la banda, lo cual promueve
la estabilidad de la banda.
La presión del refrigerante contra el lado
trasero 102b de la banda de la banda 102 se puede ajustar utilizando
boquillas de diferente tamaño y también ajustando la sección
transversal del pasaje 280. Esto se puede realizar, por ejemplo,
por medio de placas de montaje, tales como la placa 290, a través
del pasaje 280. Estas placas pueden tener una abertura, tal como la
abertura 292 en la placa 290 o pueden no tener abertura y de esta
manera bloquear completamente el pasaje 280. Cuando el metal
fundido circula hacia abajo al interior del molde, la presión del
agua a lo largo de la longitud de la zona de colada tiene que ser
ajustada. Es fundamental mantener la banda en contacto con el
producto de metal que se está solidificando con el fin de impedir
defectos superficiales. Esto se hace incrementando la presión del
refrigerante a través de las boquillas que se encuentran en la
porción interior de la zona de colada, con el fin de que la banda
permanezca en contacto con la superficie del producto de metal que
se está encogiendo cuando se solidifica.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 9 y a
la figura 13, se discutirá el medio de sellado de la cara de
enfriamiento. La figura 13 muestra el molde 58 definido por las
bandas 100 y 102 junto con los diques laterales 350 y 352. La caja
de enfriamiento 52 incluye juntas forzadas por resorte 360, 362 en
lados opuestos del mismo. Las juntas forzadas por resorte 364 y 366
están provistas para la caja de enfriamiento 50. Estas juntas
forzadas por resorte incluyen boquillas, tales como las boquillas
370 y 372, para la junta forzada por resorte 360. Las juntas 360,
362, 364 y 366 sirven distintos propósitos. Un propósito es sellar
la banda y el dique lateral. Otro propósito es realizar el sellado
entre la banda y la cámara 210. Las boquillas 370, 372 son para
enfriar el dique lateral. Un segundo conjunto de juntas se muestran
dispuestas fuera de las juntas 360, 362, 364 y 366. Estas juntas
380, 382, 384, 386 son también forzadas por resorte, pero no
contienen aberturas para las boquillas. Finalmente, se proporcionan
las juntas externas 390, 392, 394, 396.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 9, se
proporciona una abertura, tal como la abertura 398, entre la junta
media y la junta externa, tal como la junta media 380 y la junta
externa 390, con el fin de recoger el refrigerante fugado en la
caja externa 22.
La invención incluye un procedimiento de colar
metal fundido para formar productos de metal. El procedimiento
comprende proporcionar una máquina de colada sobre banda que define
un molde para colar un metal fundido en un producto de metal,
incluyendo la máquina de colada una banda móvil que tiene una
superficie de enfriamiento y una superficie de colada, y pasar la
banda a través de una zona de colada que incluye un molde. A
continuación, el procedimiento comprende el suministro de un
refrigerante a la superficie de enfriamiento de la banda por medio
de una pluralidad de boquillas dispuestas entre una pluralidad de
rodillos. El metal fundido a continuación se introduce en el
interior del molde y se solidifica en el mismo formando un producto
de metal.
Una invención adicional incluye un procedimiento
para colar metal fundido y dar un producto de metal, que comprende
proporcionar una máquina de colada sobre banda que define un molde
para colar el metal fundido en un producto de metal, incluyendo la
máquina de colada (i) una banda móvil que tiene una superficie de
enfriamiento y una superficie de colada, y (ii una caja de
enfriamiento que tiene una primera cámara, medios para suministrar
un refrigerante desde la primera cámara a una segunda cámara
definida por la cara de enfriamiento de la caja de enfriamiento y
la superficie de enfriamiento de la banda y una tercera cámara. A
continuación, el procedimiento comprende pasar la banda a través de
una zona de colada que incluye el molde, suministrar el refrigerante
desde una fuente de refrigerante a la primera cámara, y suministrar
el refrigerante desde la primera cámara a la segunda cámara por
medio de los medios de suministro, de manera que el refrigerante se
aplique a la superficie de enfriamiento de la banda. A
continuación, el procedimiento comprende introducir el refrigerante
desde la segunda cámara al interior de la tercera cámara y retirar
el refrigerante de la tercera cámara. A continuación, el metal
fundido se introduce en el molde y se solidifica en el mismo
formando un producto de metal.
Claims (41)
1. Una máquina de colada sobre banda (48) que
incluye al menos una banda móvil (100) que tiene una superficie de
enfriamiento (100b) y una superficie de colada (100a) y un sistema
de enfriamiento, que se caracteriza porque el citado sistema
de enfriamiento incluye una caja de enfriamiento (52) que tiene una
primera cámara (206) para recibir el citado refrigerante (21) de
una fuente de refrigerante; medios para suministrar el citado
refrigerante (21) desde la citada primera cámara (206) a una segunda
cámara (210), definida por una cara de enfriamiento (212) de la
citada caja de enfriamiento (52) y la citada superficie de
enfriamiento (100b) de la citada banda (100); y una tercera cámara
(208) para recibir el citado refrigerante (21) desde la citada
segunda cámara (210); y porque el citado medio para suministrar el
citado refrigerante (21) desde la citada primera cámara (206) a la
citada segunda cámara (210) incluye una pluralidad de tubos de
suministro (250), teniendo cada uno de ellos un extremo(252)
que recibe el citado refrigerante (21) desde la citada primera
cámara (206) y un extremo opuesto (260); un colector (262) que se
comunica con el citado extremo opuesto (260) del citado tubo de
suministro (250) para recibir refrigerante (21) desde el citado tubo
de suministro (250); y una pluralidad de boquillas (270),
incluyendo cada una de las boquillas una abertura (272) de boquilla,
que se comunica con el citado colector (262) y que está dispuesta
en la citada cara de enfriamiento (212) para suministrar el citado
refrigerante (21) desde el citado colector (262) dentro de la citada
segunda cámara (210).
2. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque la
citada cara de enfriamiento (212) incluye una pluralidad de bloques
de cojinete (300) que definen unas aberturas (312) en la cual se
disponen las citadas boquillas (270).
3. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 2, que se caracteriza porque cada uno
de los citados bloques de cojinetes (300) incluye una pluralidad de
rodillos (302,304) que se montan rotativamente en los citados
bloques de cojinetes (300) y que se extienden desde los citados
bloques de cojinetes (300).
4. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 3, que se caracteriza porque cada uno
de los citados bloques de cojinetes (300) incluye al menos un árbol
(310) de cojinetes, teniendo cada uno de los citados árboles (310)
de cojinete unas porciones extremas primera y segunda (314,316) que
se extienden desde lados opuestos del citado bloque de cojinetes
(300), estando asegurado uno de los citados cojinetes de rodillo
(302,304) separados a cada una de las citadas porciones extremas
primera y segunda (314,316).
5. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 4, que se caracteriza porque los
rodillos (302,304) están construidos y dispuestos de manera que se
define una pluralidad de espacios (340) entre los citados rodillos
(302,304) y una boquilla (342) se encuentra dispuesta en cada uno de
los citados espacios (340).
6. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 5, que se caracteriza porque el espacio
(340) es generalmente de sección transversal circular y tiene un
diámetro comprendido entre
aproximadamente 0,8 mm a 1,5 mm.
aproximadamente 0,8 mm a 1,5 mm.
7. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 6, que se caracteriza porque la
separación de centro a centro de las citadas boquillas adyacentes
(342) es aproximadamente de 5 mm a 15 mm.
8. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 7, que se caracteriza porque los
citados rodillos (302,304) tienen una porción generalmente
cilíndrica y una porción generalmente troncocónica.
9. Una máquina de colada sobre banda de acuerdo
con la Reivindicación 8, que se caracteriza porque los
citados bloques de cojinetes (300) están construidos y dispuestos
para definir separaciones y los colectores (262) están separados
entre sí para proporcionar pasajes (280), de manera que el
refrigerante de la citada segunda cámara (210) pase a través de las
citadas separaciones y de los citados pasajes (280) al interior de
la citada tercera cámara (208).
10. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 9, que se caracteriza porque
la citada tercera cámara (208) está dispuesta en posición adyacente
a la citada cara de enfriamiento (212) con el fin de recibir el
citado refrigerante (21) después de que el citado refrigerante (21)
circule a través de las citadas separaciones y de los citados
pasajes (280).
11. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 10, que se caracteriza porque
la citada caja de enfriamiento (52) incluye una partición (204) para
separar la citada primera cámara (206) de la citada tercera cámara
(208).
12. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 11, que se caracteriza porque
la citada tercera cámara (208) se encuentra interpuesta entre la
citada primera cámara (206) y la citada segunda cámara (210), y las
citadas boquillas (270) tienen una porción que es transversal a la
citada tercera cámara (208).
13. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 12, que se caracteriza porque
una pluralidad de boquillas (270) están conectada a cada colector
(262), estando orientado el citado colector (262) generalmente
paralelo a la citada superficie de enfriamiento (100b) de la citada
banda (100) y los citados tubos de suministro (250, 250a) están
orientados generalmente perpendicularmente al citado colector
(262).
14. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
un primer tubo (56) conecta el citado suministro de refrigerante a
la citada primera cámara (206), transportando el citado primer tubo
(56) al citado refrigerante (21) desde el citado suministro de
refrigerante a la citada primera cámara (206).
15. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 14, que se caracteriza porque
está provisto el medio para retirar el citado refrigerante (21) de
la citada tercera cámara (20).
16. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 15, que se caracteriza porque
un segundo tubo (63) conecta la citada tercera cámara (208) al
citado medio para retirar refrigerante (21) desde la citada tercera
cámara (208).
17. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 16, que se caracteriza porque
un tercer tubo (66) conecta el citado medio para retirar el citado
refrigerante (21) desde la citada tercera cámara (208) al citado
suministro de refrigerante con el fin de formar un sistema de
recirculación
cerrado.
cerrado.
18. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
una caja externa (200) rodea sustancialmente la citada caja de
enfriamiento, definiendo la citada caja externa una cuarta cámara
para recibir refrigerante (21) que no se introduce dentro de la
citada tercera cámara (208).
19. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 18, que se caracteriza porque
está provisto el medio para retirar el citado refrigerante (21)
desde la citada cuarta cámara.
20. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 19, que se caracteriza porque
el citado medio para retirar el citado refrigerante (21) desde la
citada cuarta cámara incluye una bomba (70) para retirar el citado
refrigerante (21) desde la citada cuarta cámara, un cuarto tubo (64)
que conecta la citada cuarta cámara con la citada bomba, una
extensión del tubo asociada con el citado cuarto tubo (64), y un
ventilador de vacío (230) dispuesta en la citada extensión de
tubo.
21. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 20, que se caracteriza porque
la citada caja de enfriamiento (52) incluye al menos una junta (360)
para resistir las fugas desde la citada segunda cámara (210).
22. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 21, que se caracteriza porque
la citada junta incluye un medio para forzar la citada junta (360)
contra la citada banda (100).
23. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 22, que se caracteriza porque
la citada máquina de colada sobre banda incluye una pareja de bandas
móviles opuestas (100,102) y una pareja de diques laterales
opuestos (350,352), definiendo las citadas bandas (100,102) y los
citados diques laterales (350,352) un molde (58) para colar metal
fundido (120) en un producto de metal.
24. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 23, que se caracteriza porque
el citado medio de forzamiento de la junta fuerza a la citada junta
(360) contra la citada cinta (100) y fuerza la citada cinta (100) a
un contacto íntimo con el citado dique lateral (350).
25. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 24, que se caracteriza porque
la citada junta (360) define al menos una abertura que contiene una
boquilla (370) para suministrar refrigerante (21) a la parte
trasera de la citada cinta (100), enfriando también el citado
refrigerante (21) al citado dique lateral (350).
26. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 25, que se caracteriza porque
una segunda junta (380) se encuentra dispuesta lateralmente hacia
fuera desde la citada junta (360) para resistir adicionalmente las
fugas del citado refrigerante (21) desde la citada segunda cámara
(210).
27. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 26, que se caracteriza porque
una citada tercera junta (390) se encuentra dispuesta lateralmente
hacia fuera desde la citada segunda junta (380), y la citada caja
externa (200) define una abertura (398) entre la citada segunda
junta (380) y la citada tercera junta (390) para recibir
refrigerante (21) que no se ha introducido dentro de la citada
cámara (208).
28. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
un filtro (40) se encuentra dispuesto entre el citado suministro de
refrigerante y la citada caja de enfriamiento (52) para retirar
materia extraña indeseable del citado refrigerante (21) antes de que
el citado refrigerante (21) se suministre a la citada caja de
enfriamiento (52).
29. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
un refrigerador (42) se encuentra dispuesto entre el citado
suministro de refrigerante y la citada caja de enfriamiento (52)
para enfriar el citado refrigerante (21) antes de que el citado
refrigerante (21) se suministre a la citada caja de enfriamiento
(52).
30. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 29, que se caracteriza porque
el medio para derivar el citado enfriador (42) está provisto, si así
se desea, para no enfriar el citado refrigerante (21) después de
que el citado refrigerante (21) salga del citado suministro
refrigerante pero antes de que el citado refrigerante (21) se
suministre a la citada caja de enfriamiento (52).
31. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
el citado suministro de refrigerante es un depósito (20), incluyendo
el citado depósito (20) un ventilador (22) para eliminar aire del
citado refrigerante (21).
32. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque
la citada máquina de colada sobre banda incluye una pareja de bandas
móviles opuestas (100,102), y la citada máquina de colada sobre
banda incluye una caja de enfriamiento (50,52) asociada con cada una
de las citadas bandas (100,102).
33. Una máquina de colada sobre banda de
acuerdo con la Reivindicación 32, que se caracteriza porque
la citada máquina de colada es una máquina de colada sobre bandas
gemelas genéricamente verticales.
34. Un procedimiento para colar metal
fundido (120) y dar un producto de metal, incluyendo el citado
procedimiento los pasos de proporcionar una máquina de colada sobre
banda (48) que define un molde (58) para colar el citado metal
fundido (120) y dar el citado producto de metal, incluyendo la
citada máquina de colar una banda móvil (100) que tiene una
superficie de enfriamiento (100b) y una superficie de colada (100a)
y un sistema de enfriamiento, pasar la citada banda (100) a través
de una zona de colada (60) que incluye al citado molde (58),
suministrar un refrigerante (21) desde una fuente de refrigerante,
suministrar el citado refrigerante (21) de manera que el citado
refrigerante (21) se aplique a la citada superficie de enfriamiento
(100b) de la citada banda, introducir el citado metal fundido (120)
en el citado molde (58), y solidificar el citado metal fundido
(120) en el citado molde (58) para formar el citado producto de
metal, que se caracteriza porque el citado sistema de
enfriamiento incluye un caja de enfriamiento (52) que tiene una
primera cámara (206), un medio para suministrar el citado
refrigerante (21) desde la citada primera cámara (206) a una segunda
cámara (210) definida por una cara de enfriamiento (212) de la
citada caja de enfriamiento (52) y la citada superficie de
enfriamiento (100b) de la citada cinta (100) y una tercera cámara
(208), incluyendo el citado medio para suministrar el citado
refrigerante una pluralidad de tubos de suministro (250), teniendo
cada uno de ellos un extremo (252) que recibe el citado
refrigerante (21) desde la citada primera cámara (206) y un extremo
opuesto (260); un colector (262) que se comunica con el citado
extremo opuesto (260) del citado tubo de suministro (250) para
recibir refrigerante (21) desde el citado tubo de suministro (250);
y una pluralidad de boquillas (270), incluyendo cada una de las
boquillas una abertura (278) de boquilla, que se comunica con el
citado colector (262) y que está dispuesta en la citada cara de
enfriamiento (212) para suministrar el citado refrigerante (21)
desde el citado colector (262) dentro de la citada segunda cámara
(210), porque el citado refrigerante (21) se suministra desde la
citada fuente de refrigerante a la citada primera cámara (206),
porque el citado refrigerante (21) se suministra desde la citada
primera cámara (206) a la citada segunda cámara (210) a través del
citado medio de suministro, y porque el citado refrigerante (21) se
introduce desde la citada segunda cámara (210) al interior de la
citada tercera cámara (208), y porque el citado refrigerante (21)
se retira de la citada tercera cámara (208).
35. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye proporcionar una caja externa (200)
que define una cuarta cámara, rodeando sustancialmente la citada
caja externa (200) a la citada caja de enfriamiento, recoger en la
citada cuarta cámara el citado refrigerante (21) que no se ha
introducido en el interior de la citada tercera cámara (208), y
retirar el citado refrigerante (21) de la citada cuarta cámara.
36. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye suministrar el citado refrigerante
(21) a la citada caja de enfriamiento (52) a una temperatura
comprendida entre aproximadamente 25ºC a 40ºC.
37. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye filtrar el citado refrigerante (21)
para eliminar materia extraña no deseada del mismo antes de
suministrar el citado refrigerante (21) desde la citada fuente de
refrigerante a la citada caja de enfriamiento (52).
38. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye retirar aire del citado refrigerante
(21) antes de que el citado refrigerante (21) se suministre a la
citada primera cámara (206).
39. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye utilizar como máquina (48) de
colada sobre banda a una máquina de colada sobre banda gemelas que
tiene una pareja de bandas opuestas móviles (100,102) y
proporcionar una caja de enfriamiento separada citada (50,52) para
cada una de la citada pareja de bandas móviles opuestas
(100,102).
40. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 39, que incluye utilizar como máquina de colada
sobre bandas gemelas a una máquina de colada sobre bandas gemelas
orientadas genéricamente
verticales.
verticales.
41. Un procedimiento de acuerdo con la
Reivindicación 34, que incluye colar aluminio fundido en la citada
máquina de colada.
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