ES2295680T3

ES2295680T3 - Colada entre cilindros de magnesio y aleaciones de magnesio.

Info

Publication number: ES2295680T3
Application number: ES03790551T
Authority: ES
Inventors: Daniel Dong Liang; Wendy Borbidge; Daniel Raymond East; Ross Victor Allen
Original assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Current assignee: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization CSIRO
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: WO2004020126A1; DE60317527D1; ATE378125T1; EP1539404B1; EP1539404A4; RU2319576C2; HRP20050286A2; KR101186225B1; RU2005108672A; KR20050059111A; TW200404629A; CN1684784A; TWI300729B; MXPA05002223A; ZA200501762B; AU2002951075A0; US7028749B2; EP1539404A1; RS20050245A; NO20051050L

Abstract

Proceso para la producción de una banda de aleación de magnesio, mediante colada entre cilindros, en el que el proceso incluye las etapas de: (a) pasar la aleación fundida desde una fuente de suministro a un dispositivo de alimentación, (b) alimentar la aleación fundida desde el dispositivo de alimentación a través de una boquilla a una cámara formada entre una salida alargada de la boquilla y un par de cilindros substancialmente paralelos que están separados uno encima del otro para definir un hueco entre los mismos, (c) rotar dicho cilindros en direcciones opuestas, con lo cual la aleación se retira desde la cámara a través del hueco simultáneamente con la alimentación de la etapa (b), y (d) hacer fluir un fluido refrigerante a través de cada cilindro durante la etapa de rotación (c) para proporcionar una refrigeración interna de los cilindros y de esta manera refrigerar la aleación recibida en la cámara mediante la extracción de energía térmica mediante los cilindros refrigerados, con lo cual se consigue substancialmente la solidificación completa de la aleación de magnesio en la cámara antes de que la aleación pase a través del hueco definido entre los cilindros y que salga del mismo como una banda de aleación laminada en caliente; y en el que el proceso también incluye: - mantener la aleación sujeta en la fuente a una temperatura suficiente para mantener la aleación en el dispositivo de alimentación a una temperatura sobrecalentada por encima de su temperatura de liquidus para la aleación, - mantener una profundidad de la aleación fundida en el dispositivo de alimentación a una altura suficiente controlada y substancialmente constante de la aleación fundida por encima y una línea central del hueco en un plano que contiene los ejes de los cilindros, y - mantener la extracción de energía térmica mediante los cilindros refrigerados en la etapa (c) a un nivel suficiente para mantener la banda de aleación que sale del hueco a una temperatura de superficiepor debajo de aproximadamente 400ºC; por lo que la banda de aleación laminada en caliente está substancialmente libre de grietas y tiene una buena calidad superficial.

Description

Colada entre cilindros de magnesio y aleaciones de magnesio.

Esta invención se refiere a una colada entre cilindros de magnesio y aleaciones de magnesio (aquí llamado generalmente de manera colectiva como "aleación de magnesio").

El concepto de colada entre cilindros de metales es antiguo, remontándose a por lo menos las invenciones de Henry Bessemer a mediados de 1900. Sin embargo, no ha sido hasta aproximadamente 100 años más tarde que se ha empezado a investigar el interés de un posible uso comercial de la colada entre cilindros. El concepto tal como fue propuesto por Bessemer se basaba en la producción de una banda utilizando un sistema de alimentación de metal en el cual el metal fundido se suministraba de manera ascendente a través de un hueco definido entre los dos cilindros paralelos separados lateralmente. Las propuestas más recientes están basadas en una alimentación descendente de metal fundido a los cilindros. Sin embargo, se ha aceptado que la disposición preferida es con los cilindros separados verticalmente, más que horizontalmente, como en esas propuestas más actuales, alimentándose la aleación de una manera substancialmente horizontal. Aunque los cilindros están separados verticalmente, sus ejes están preferiblemente en un plano que está inclinado según un pequeño ángulo de hasta unos 15º aproximadamente respecto a la vertical. Con esta inclinación, el cilindro inferior está desplazado hacia abajo, respecto al cilindro superior, respecto a la dirección de la alimentación de la aleación y más allá del hueco.

Aunque ha habido algún uso comercial de la colada entre cilindros, ha sido limitada en su extensión. También se ha limitado en una gama de aleaciones a la que se aplica, ya que su uso se ha restringido esencialmente a aleaciones de aluminio adecuadas. Hasta ahora, ha habido un éxito limitado en el establecimiento de un proceso adecuado para la colada entre cilindros de aleaciones de magnesio.

Para conseguir un proceso práctico para una colada exitosa entre cilindros de aleaciones de magnesio, tal como sobre una base sustancialmente continua o semicontinua, hay varios problemas que necesitan ser superados. Un primero de estos problemas es que las fusiones de aleación de magnesio tienden a oxidarse y a atraer al fuego, de manera que la humedad desde cualquier fuente presenta un riesgo potencial de explosión. Hay procedimientos establecidos basados en el uso de un flujo adecuado o una atmósfera adecuada para evitar la oxidación y el riesgo de incendio, mientras se puede excluir la humedad. Además, el magnesio y algunas aleaciones de magnesio que no contienen o tienen solamente bajas adiciones de berilio, tal como AZ31, pueden tener una alta tendencia a oxidarse en el estado fundido, de manera que el flujo convencional o el control de la atmósfera no es adecuado durante la operación de colada entre cilindros. Sin embargo, solucionar estos problemas se añade a la complejidad de los procesos para la colada entre cilindros, de manera que la complejidad es un
problema.

Otro problema es que las aleaciones de magnesio tiene una capacidad térmica tal que, respecto a las aleaciones de aluminio, tienden a congelarse rápidamente. Además, otra vez respecto a las aleaciones de aluminio, algunas aleaciones de magnesio tales como AM60 y AZ91 tienen un intervalo de congelación considerablemente mayor, una separación de temperaturas entre las temperaturas de solidus y de liquidus. El intervalo o la separación ha de ser de aproximadamente 70ºC a 100ºC o más para las aleaciones de magnesio, comparado con entre 10 y 20ºC para muchas aleaciones de aluminio. El gran intervalo o separación de congelación provoca defectos superficiales y defectos de segregación interna en la lámina de la colada entre cilindros en la condición de tal como se ha colado.

De una manera importante, existe el problema del requerimiento continuo para reducir costes operativos, que incluyen costes para consumibles y la preparación de la colada y así hacen la colada entre cilindros más competitiva respecto a la tecnología alternativa, más flexible tanto para cortos períodos operativos (por ejemplo un día) como para largos períodos operativos (por ejemplo semanas), y permiten extender su intervalo de aplicación. Esto es un problema general para la tecnología de colada entre cilindros, pero es más severo para la colada de aleaciones de magnesio a la vista de los otros problemas descritos anteriormente. Además, hay un problema en la extensión de la tecnología de la colada entre cilindros para mejorar las propiedades físicas del material de banda producido. Aunque esto es también un problema general para la tecnología, es particularmente importante en el caso de aleaciones de magnesio, debido a los problemas en la producción de una banda sustancialmente libre de grietas que tenga una buena calidad superficial y esté substancialmente libre de defectos de segregación interna.

La presente invención se dirige a proporcionar un proceso de colada entre cilindros de magnesio y aleaciones de magnesio que, por lo menos en formas preferidas, permita mejorar uno o más de los problemas anteriores.

La presente invención se dirige a proporcionar un proceso mejorado de colada entre cilindros de aleaciones de magnesio, para producir una banda de aleación de magnesio con un espesor y una anchura requeridos. El proceso de la invención permite que la anchura de la banda sea de hasta y mayor de aproximadamente 300 mm, tal como de hasta aproximadamente 1800 mm, tal como se requiere. En general, el espesor de la banda puede variar en aproximadamente 1 mm o menos, hasta aproximadamente 15 mm, pero preferiblemente el espesor está comprendido entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 8 mm.

El proceso de la presente invención prevé la colada de una aleación de magnesio suministrando una aleación fundida a una cámara formada entre la boquilla y un par de cilindros substancialmente paralelos y que rotan en sentidos opuestos, que están refrigerados internamente con fluido y que están separados generalmente entre sí para definir un hueco entre los mismos. El proceso incluye la introducción de una aleación de magnesio fundido a través de la boquilla, y refrigerar la aleación de magnesio mediante la extracción de energía térmica de la misma mediante los cilindros refrigerados, con lo cual se consigue en la cámara la solidificación substancialmente completa de la aleación de magnesio, antes de que la aleación de magnesio pase a través del hueco definido entre los cilindros.

Características generales del proceso de la presente invención son las mismas que las requeridas para la colada entre cilindros de aleaciones de aluminio. Sin embargo, ésta es generalmente la extensión de la similitud entre los respectivos procesos para las aleaciones de magnesio y para las aleaciones de aluminio. Incluso a pesar de la similitud indicada, el proceso para la colada de aleaciones de aluminio proporciona poca guía, si la hay, para un proceso adecuado para aleaciones de magnesio. Además, en la extensión de que la colada entre cilindros se ha intentado con otras aleaciones, se ha encontrado que se necesitan procesos que son similares a los requeridos para las aleaciones de aluminio, y que también proporcionan poca guía, si la hay, para un proceso adecuado para aleaciones de magnesio.

De esta manera, según la invención, se proporciona un proceso para la producción de una banda de aleación de magnesio, mediante colada entre cilindros, en el que el proceso incluye las etapas de:

(a) pasar una aleación fundida desde una fuente de suministro a un dispositivo de alimentación,

(b) alimentar una aleación fundida desde el dispositivo de alimentación a través de una boquilla a una cámara formada entre una salida alargada de la boquilla y un par de cilindros substancialmente paralelos que están separados entre sí para definir un hueco entre los mismos,

(c) rotar dichos cilindros en direcciones opuestas, con lo cual la aleación se retira desde la cámara a través del hueco simultáneamente con la alimentación de la etapa (b), y

(d) hacer fluir un fluido refrigerante a través de cada cilindro durante la etapa de rotación (c) para proporcionar una refrigeración interna de los cilindros y, de esta manera, refrigerar la aleación recibida en la cámara mediante la extracción de energía térmica mediante los cilindros refrigerados, con lo cual se consigue substancialmente la solidificación completa de la aleación de magnesio en la cámara antes de que la aleación pase a través del hueco definido entre los cilindros y que salga del mismo como una banda de aleación laminada en caliente;

y en el que el proceso también incluye:

- mantener la aleación sujeta en la fuente a una temperatura suficiente para mantener la aleación en el dispositivo de alimentación a una temperatura sobrecalentada por encima de su temperatura de liquidus para la aleación,

- mantener una profundidad de la aleación fundida en el dispositivo de alimentación a una altura suficiente controlada y substancialmente constante de la aleación fundida por encima de una línea central del hueco en un plano que contiene los ejes de los cilindros, y

- mantener la extracción de energía térmica mediante los cilindros refrigerados en la etapa (c) a un nivel suficiente para mantener la banda de aleación que sale del hueco a una temperatura de superficie por debajo de aproximadamente 400ºC;

por lo que la banda de aleación laminada en caliente está substancialmente libre de grietas y tiene una buena calidad superficial.

En el proceso de la invención, la aleación de magnesio se puede suministrar a un extremo de entrada de la boquilla, para que fluya a través de la misma para entrar en la cámara a través de un extremo de salida de la boquilla, desde un dispositivo de alimentación que comprende un artesa de colada a la cual se suministra la aleación desde una fuente adecuada de aleación fundida. Sin embargo, se puede utilizar una caja de flotación u otra forma alternativa de dispositivo de alimentación en lugar de una artesa de colada. Se requiere que el dispositivo de alimentación proporcione una cabeza de fusión controlada y substancialmente constante para la aleación de magnesio fundido. Es decir, se requiere que la aleación fundida en la artesa de colada, la caja de flotación o similar se mantenga a una profundidad tal que la superficie de la aleación fundida en la misma esté a una altura controlada y substancialmente constante (o cabeza fundida) por encima de la intersección entre un plano central de la boquilla que se extiende horizontalmente y un plano que contiene los ejes de los cilindros. Respecto a esa intersección, que se corresponde substancialmente a la línea central del hueco de los cilindros en ese plano, la cabeza de fusión para la colada de la aleación de magnesio del espesor de la banda indicada anteriormente proporcionada por la invención, está comprendida preferiblemente entre 5 mm y 22 mm. La cabeza de fusión puede estar comprendida entre 5 mm y 10 mm para el magnesio y las aleaciones de magnesio con niveles inferiores de adición del elemento de la aleación, tal como magnesio puro comercial y AZ31, y entre 7 mm y 22 mm para aleaciones de magnesio con niveles mayores de adición del elemento de la aleación, tal como AM60 y AZ91.

La cabeza de fusión de 5 a 22 mm requerida por la presente invención tiene un contraste marcado con los requerimientos para la colada entre cilindros de las aleaciones de aluminio. En este último caso, la cabeza de fusión se mantiene generalmente a un mínimo de aproximadamente 0 a 1 mm. Esta diferencia, significativa en sí misma, esta interrelacionada con una serie de otras diferencias importantes, tal como se harán evidentes a partir de la descripción siguiente.

En el proceso de la invención, la aleación de magnesio suministrada a la artesa de colada o a otro dispositivo de alimentación se sobrecalienta por encima de su temperatura de liquidus. La extensión del sobrecalentamiento puede ser hasta una temperatura entre aproximadamente 15ºC y aproximadamente 60ºC por encima de la temperatura de liquidus. En general, el extremo inferior de este intervalo, tal como desde 15ºC aproximadamente a 35ºC, preferiblemente entre aproximadamente 20ºC y 25ºC, es más apropiado para el magnesio y aleaciones con niveles menores de adiciones del elemento de la aleación. Para aleaciones con niveles mayores de adiciones del elemento de la aleación, el extremo superior del intervalo, entre aproximadamente 35ºC y aproximadamente 50ºC a 60ºC, generalmente es el más apropiado.

La extensión del sobrecalentamiento necesario en la colada entre cilindros de las aleaciones de magnesio es similar a la requerida para las aleaciones de aluminio. Con una colada entre cilindros de las aleaciones de aluminio, el sobrecalentamiento está a un nivel de aproximadamente 20ºC a 60ºC, usualmente aproximadamente a 40ºC, por encima de la aleación de liquidus, comparado con los 15ºC a 35ºC para las aleaciones de magnesio con niveles menores de adiciones o de 35ºC hasta 50ºC a 60ºC para aleaciones de magnesio con niveles mayores de adiciones requeridas para la invención. A pesar de esta similitud, hay importantes diferencias fundamentales entre los dos tipos distintos de aleaciones de aluminio y magnesio. Una diferencia importante entre las aleaciones de aluminio y las aleaciones de magnesio, particularmente las aleaciones de magnesio con niveles mayores de adición del elemento de la aleación, se indica mediante la separación de temperatura respectiva entre las temperaturas de liquidus y de solidus. De esta manera, mientras que las aleaciones de aluminio solamente tienen una separación de temperatura de liquidus/de solidus de aproximadamente 10ºC a 20ºC, esa separación para al menos las aleaciones de magnesio con niveles más altos de adición del elemento en la aleación es más usualmente entre aproximadamente 70ºC y 100ºC, pero pueden estar substancialmente en exceso de este intervalo. Incluso cuando los intervalos de congelación para las aleaciones de aluminio y las aleaciones de magnesio son muy similares, tal como con aleaciones de magnesio con niveles menores de adición del elemento de la aleación, las aleaciones de magnesio tienen una capacidad de colada mucho mejor que las aleaciones de aluminio.

En la colada entre cilindros de las aleaciones de magnesio con niveles mayores de adición del elemento de la aleación, la solidificación completa de la aleación fundida se ha de controlar para que se realice dentro de una región relativamente estrecha entre la salida de la boquilla y el hueco de los cilindros. A la vista de esto, es sorprendente que un sobrecalentamiento significativo por encima de la aleación de liquidus sea apropiado. Se apreciará que este sobrecalentamiento aumenta de una manera significativa la cantidad de energía térmica que se necesita extraer de la aleación fundida para conseguir la solidificación completa de la aleación. Tal como también se apreciará, la separación relativamente amplia entre la temperatura de liquidus/de solidus de las aleaciones de magnesio, tal como con niveles mayores de adición del elemento de la aleación, también hace difícil conseguir el control de la solidificación completa. Sin embargo, en general, el control requerido se puede conseguir si la colada se realiza bajo condiciones que prevean que la banda de aleación que sale de los cilindros tenga una temperatura superficial dentro de un intervalo requerido. En particular, es necesario que la banda de aleación salga de los cilindros con una temperatura superficial por debajo de aproximadamente 400ºC.

Con la colada entre cilindros de las aleaciones de magnesio, la solidificación completa de la aleación fundida se ha de controlar otra vez que estén dentro de una región relativamente estrecha entre la salida de la boquilla y el hueco de los cilindros. La zona no es tan estrecha como para las aleaciones con niveles menores de adición del elemento de la aleación como lo es para las aleaciones con un nivel mayor de adición del elemento de la aleación. A pesar de esto y del nivel inferior del sobrecalentamiento apropiado para las aleaciones con los niveles menores de adición del elemento de la aleación, el nivel del sobrecalentamiento de estas aleaciones es otra vez sorprendente, incluso si es más aceptable, dado el intervalo de congelación más estrecho aplicable. Otra vez, el control requerido se puede conseguir si la colada se realiza bajo condiciones que prevean que la banda que sale de los cilindros tenga una temperatura superficial inferior a 400ºC. Sin embargo, la temperatura preferiblemente está substancialmente por debajo de 400ºC, tal como entre aproximadamente 180ºC y aproximadamente 300ºC, para aleaciones con niveles inferiores de adición del elemento de la aleación.

Tal como se indicaba anteriormente, una temperatura superficial de la banda por debajo de aproximadamente 400ºC es necesaria. Sin embargo, la extensión en la cual es deseable para que la temperatura esté por debajo de ese nivel varía con el nivel de la adición del elemento de la aleación. Para aleaciones de magnesio con niveles mayores de adición del elemento de la aleación, una banda de aleación con una temperatura superficial comprendida entre aproximadamente 300ºC y 400ºC que sale de los cilindros es necesaria para permitir la producción de una banda libre de grietas con un buen acabado superficial. Para aleaciones con un nivel menor de adición del elemento de la aleación, es necesaria una temperatura superficial menor entre 300ºC y aproximadamente 180ºC para la producción de una banda libre de grietas y con un buen acabado superficial.

A unas temperaturas progresivamente mayores, aumenta la posibilidad de grietas, de defectos superficiales y en última instancia puntos calientes. Sin embargo, la consecución de estas temperaturas en la banda que sale de los cilindros necesita un nivel muy alto de extracción de energía térmica, particularmente con las aleaciones que tienen niveles menores de adición del elemento de la aleación. Tal como se apreciará, la extracción de energía térmica ha de ser tal que permita que la energía térmica debida al sobrecalentamiento, el nivel de la energía térmica ha de ser tal como para superar la separación de temperaturas entre de liquidus y de solidus para la aleación, y la necesidad de alcanzar una temperatura superficial substancialmente por debajo de la temperatura de solidus. Sin embargo, la temperatura superficial que se ha de conseguir en el intervalo total de 180ºC a 400ºC depende de la temperatura de solidus para una aleación dada. También puede disminuir con el aumento del espesor de la banda, ya que la temperatura superficial ha de ser tal como para producir una temperatura adecuada por debajo de la temperatura de solidus en el centro de la banda.

El límite superior indicado de 400ºC para la temperatura superficial de la banda está a un nivel que está comprendido entre aproximadamente 40ºC y 190ºC por debajo de las temperaturas de solidus para las aleaciones de colada de magnesio. Para asegurar que la temperatura en el centro de la banda está un nivel adecuado, la temperatura superficial preferiblemente no es menor de aproximadamente 85ºC por debajo de la temperatura de solidus para un aleación dada. Esta necesidad no es simplemente para asegurar que la banda se ha solidificado completamente. Además, es para asegurar que todo su espesor de la banda de la aleación tiene la resistencia suficiente para permitir su producción sin grietas o defectos superficiales, bajo la carga específica aplicada necesariamente a los cilindros.

La necesidad de conseguir una temperatura superficial en el intervalo indicado por debajo de 400ºC, en la producción de la banda de aleación de magnesio es una característica que distingue el proceso de la invención de un proceso para producir una banda de aleación de aluminio. Con las aleaciones de aluminio, es necesario solamente que la banda se haya solidificado completamente en su espesor, de manera que el centro de la banda puede estar solamente por debajo de la temperatura sólida. Bajo estas condiciones, la banda de aleación de aluminio tiene una suficiente resistencia para permitir su laminado en caliente. Sin embargo, con una banda de aleación de magnesio, es necesario que substancialmente todo su espesor esté suficientemente por debajo de la temperatura sólida para que la banda se pueda someter a un laminado en caliente.

El nivel de la carga específica es otra característica mediante la cual la presente invención difiere de manera significativa de un proceso para la producción de una banda de aleación de aluminio. La carga específica aplicada a los cilindros en el proceso de la presente invención para aleaciones de magnesio está comprendida entre aproximadamente 2 kg y aproximadamente 500 kg/mm de longitud del cilindro. El intervalo preferiblemente está comprendido entre 100 y 500 kg/mm. Sin embargo, el intervalo puede ser tan bajo como entre aproximadamente 2 y aproximadamente 20 kg/mm, y así la carga específica en el proceso de la presente invención puede ser más que un orden de magnitud menor que las cargas específicas utilizadas en la producción de bandas de aleación de aluminio mediante colada entre cilindros. Para las aleaciones de aluminio, una carga específica comprendida entre aproximadamente 300 y aproximadamente 1200 kg/mm es usual. En cada caso, hay un laminado en caliente resultante del aleación que se mueve y pasa a través del hueco de los cilindros. El nivel de carga específica utilizada para las aleaciones de aluminio hace que el laminado en caliente provoque una reducción del espesor de aproximadamente entre el 20% y aproximadamente el 25%. Por el contrario, la carga específica requerida para la presente invención provoca una reducción del espesor entre aproximadamente el 4% y aproximadamente el 9% en la banda de aleación de magnesio que se produce.

Como con el intervalo de temperaturas superficiales de la banda de aleación de entre 180ºC y 400ºC, el nivel de carga aplicada en la reducción del espesor resultante es para facilitar la producción de una banda de aleación de magnesio que está substancialmente libre de grietas y tiene una buena calidad superficial. En niveles mayores de carga aplicada y reducción del espesor, la producción de una banda que esté substancialmente libre de grietas es más difícil de conseguir, mientras que los defectos superficiales también es más fácil que se produzcan.

Para permitir que la separación de liquidus/de solidus y también para evitar la segregación, es necesario que la extracción de energía térmica de la aleación de magnesio fundida y que se solidifica sea relativamente rápida. La aleación que contacta con la superficie de cada uno de los cilindros baja rápidamente de temperatura por debajo de la de solidus, pero cuando se realiza la solidificación a través del centro de la banda que se forma, la refrigeración es menos rápida. Al avanzar la banda que se forma hacia el hueco entre los cilindros, las líneas en las secciones longitudinales a través del espesor de la banda que tienen la aleación en la temperatura de liquidus tienen una forma en V, apuntando a la dirección de avance de la banda y extendiéndose desde puntos en los cuales la aleación contacta con cada cilindro. Las líneas en esas secciones que tienen la aleación en la temperatura de solidus también tienen una forma en V, que apunta en esa dirección y que se extiende desde esos puntos de contacto, pero con los brazos de la forma en V teniendo en un ángulo incluido mayor. De esta manera, la separación de la temperatura entre esas líneas para la liberación en el de liquidus y el de solidus, aumenta en la dirección de desplazamiento con la distancia desde cada superficie de los cilindros al centro de la banda que se forma. Se requiere que el aumento en esta separación se mantenga en un mínimo. En general, se encuentra que esto se consigue si la banda presente desde el hueco de los cilindros tiene una temperatura superficial por debajo de aproximadamente 400ºC, tal como dentro del intervalo de entre 300ºC y 400ºC.

En la cámara formada entre la boquilla y los cilindros, las secciones transversales paralelas a un plano a través de los ejes de los cilindros disminuyen en área, a través de un mínimo en el hueco entre los cilindros, debido a las superficies curvadas de los cilindros. La distancia entre la salida de la boquilla y ese plano se refiere como la "retracción". En su flujo sobre la distancia de retracción, la aleación de magnesio fundido que sale desde la salida se desplaza una corta parte inicial de la distancia de retracción antes de hacer contacto con los cilindros. El contacto con cada cilindro es sólo la de una línea longitudinal sobre su superficie. La distancia desde la salida a la respectiva línea de contacto de cada cilindro depende de la anchura de los labios de la boquilla que define la salida, de la proximidad del ajuste de la boquilla entre los cilindros y del diámetro de los cilindros. En el proceso de la invención, la distancia de retracción, que también varía con el diámetro de los cilindros, puede estar incluida entre aproximadamente 12 mm y aproximadamente 17 mm para unos cilindros que tienen un diámetro de aproximadamente 185 mm. La distancia de retracción aumentar o disminuye con el aumento o la disminución en el diámetro de los cilindros y, por ejemplo, para cilindros que tienen un diámetro de aproximadamente 255 mm, la distancia de retracción más preferiblemente está comprendida entre 28 aproximadamente y 33 mm aproximadamente, tal como aproximadamente 30 mm.

La parte inicial de la retracción, desde la salida de la boquilla a la línea citada anteriormente, en la cual la aleación hace contacto con la superficie de cada cilindro, depende del diámetro de los cilindros y de la distancia de retracción. Sin embargo, la parte inicial de la retracción más preferiblemente es tal que factores que incluyen la tensión superficial del aleación de magnesio y la cabeza de fusión pueden mantener un menisco convexo en la superficie del metal fundido superior e inferior a lo largo de la longitud de esa parte inicial. Dependiendo del espesor de la banda que se ha de producir, esa parte inicial puede ser de hasta el 35%, tal como entre aproximadamente el 10% y el 30% de la distancia de retracción, consiguiendo ser la solidificación de la aleación en el resto de su longitud y antes del hueco de los cilindros. Desde las líneas de contacto que definen el menisco convexo de la aleación con los cilindros, se realiza preferiblemente la solidificación completa de la aleación entre la superficie superior e inferior antes del 5% al 15% final de la distancia de retracción que precede inmediatamente al hueco de los cilindros. De esta manera, la solidificación completa de la aleación a lo largo de todo el espesor de la banda que se forma puede ser necesario que se consiga en no más de aproximadamente el 50% de la retracción. Sin embargo, se producirá alguna refrigeración de la temperatura de sobrecalentamiento en la boquilla y en la parte inicial de la retracción.

Las características de la presente invención para la colada entre cilindros de aleaciones de magnesio permiten un beneficio práctico respecto a las prácticas estándar en relación con las aleaciones de aluminio. Esto es en relación con el arranque para el inicio de un ciclo de colada. Los procedimientos de la presente invención permiten un arranque en no más de unos pocos minutos, tal como entre 0,5 y de 3 a 5 minutos para la invención, comparados con los hasta 50 minutos para las prácticas estándar para las aleaciones de aluminio.

En las prácticas estándar para la colada entre cilindros de aleaciones de aluminio, se utiliza un arranque de suspensión o de lámina dura. En un arranque de suspensión, los cilindros se rotan substancialmente en exceso respecto a la velocidad de producción, tal como en un 40%, cuando se inicia un ciclo de colada. La aleación fundida no puede llenar la cámara definida entre la boquilla y los cilindros en la velocidad más alta de los cilindros. De esta manera, solamente se produce una lámina rota, que es más fina y más estrecha que la requerida, aunque la anchura aumenta progresivamente. Cuando se consigue la anchura completa, la velocidad de los cilindros se reduce gradualmente, permitiendo que el espesor de la lámina aumente progresivamente. Eventualmente, la cámara se llena y se establece el funcionamiento estable a la velocidad de producción de los cilindros.

Para el arranque de lámina dura, la velocidad inicial de los cilindros es sustancialmente menor, tal como en un 40%, que la velocidad de producción. La velocidad inferior permite el llenado de la cámara definida mediante la boquilla y los cilindros, y un rápido inicio de la producción de "lámina dura" y un espesor y una anchura completos. Gradualmente, la velocidad de los cilindros aumenta para conseguir un funcionamiento estable en la velocidad de producción de los cilindros.

El período de tiempo sustancial necesario para conseguir la velocidad de producción de los cilindros con cada una de estas formas prácticas estándar para la colada entre cilindros de las aleaciones de aluminio evita la necesidad de una estabilización de la temperatura efectiva y eficiente. De esta manera, el arranque de la producción es mediante aleación fundida sobrecalentada que se suministra a una artesa de colada, para que fluya desde esta última a la boquilla. El calentamiento de la artesa de colada y la boquilla mediante la aleación que entra es gradual y necesariamente toma un periodo substancial para conseguir temperaturas operativas de equilibrio en todo el aparato de colada.

En la presente invención, se ha encontrado que las temperaturas operativas de equilibrio se pueden conseguir de una manera eficiente, en un corto período de tiempo, mediante el precalentamiento de la artesa de colada, u otro dispositivo de alimentación, y la boquilla. Para esto, se insufla preferiblemente aire caliente al interior y a través de la artesa de colada, y a continuación a través de la boquilla para que salga por la salida de la boquilla. El aire caliente está a una temperatura suficiente para calentar la artesa de colada rápidamente cerca de su temperatura operativa requerida, y puede ser entre aproximadamente 500ºC y 655ºC, tal como entre 550ºC y 600ºC. En el corto período de tiempo para que esto se consiga, la boquilla se calienta a una temperatura suficiente que varía entre aproximadamente 200ºC y 400ºC a lo largo de la salida de la boquilla. Si, por ejemplo, la boquilla tiene unos elementos de guía internos para dirigir la aleación a cada extremo de la salida, para conseguir un flujo de aleación uniforme a lo largo de la longitud de la salida, la temperatura de la boquilla puede ser de aproximadamente 400ºC en cada extremo de la salida y, debido al aire caliente que se impide mediante los elementos de guía, aproximadamente 200ºC en una región central de la salida.

El precalentamiento utilizado en el proceso de la presente invención permite el establecimiento de temperaturas operativas de equilibrio en no más de unos pocos minutos, tal como entre aproximadamente 3 y 5 minutos. De esta manera, el procedimiento de suspensión produce un riesgo sustancial de que la aleación fundida no se solidifique antes de pasar a través del hueco de los cilindros, de manera que, con aleaciones de magnesio, hay un riesgo de incendio substancial. Además, aunque el procedimiento de lámina dura asegura más fácilmente que toda la aleación se solidifica antes de pasar a través de los cilindros, hay un riesgo de incendio que surge a partir de que hay una posibilidad aumentada de que la aleación fundida fluya desde la cámara, entre la boquilla y los cilindros. La presente invención evita la necesidad de estos procedimientos de inicio prolongados utilizados para la colada entre cilindros de las aleaciones de aluminio, ya que el corto tiempo requerido para obtener la temperatura de equilibrio permite un arranque con casi la velocidad operativa de los cilindros completa. De esta manera, la producción de una lámina o banda con el espesor completo, y la anchura completa, se puede establecer rápidamente.

En el transcurso de la colada entre cilindros, según la presente invención, se ha encontrado que puede haber una considerable variación de temperatura a través de la anchura de la banda o lámina que sale del hueco o separación de los cilindros. La variación es tal que una región central de la banda está más caliente que las regiones de los bordes. La variación en la temperatura puede ser de hasta aproximadamente 70ºC, y generalmente es más de aproximadamente 20ºC. La variación de temperatura puede introducir un defecto de superficie llamado línea caliente, y/o puede provocar el enrollado de la banda debido a tensiones térmicas. Se pueden encontrar variaciones de temperatura y consecuencias similares en aleaciones diferentes a las aleaciones de magnesio.

Se ha encontrado que la variación de la temperatura se puede reducir por lo menos mediante la utilización de una forma modificada de boquilla. La boquilla modificada tiene una placa superior y una placa inferior, con la extensión lateral de la salida de la boquilla estando definida mediante un borde respectivo de cada una de las placas. Sobre una región central de por lo menos una de las placas, este borde se extiende en retroceso respecto a las regiones de extremo del borde. La región central del borde tiene una longitud y una localización correspondiente a la región central de la banda o lámina que se ha de colar. Aunque la región central de cada placa se puede dirigir en retroceso, se prefiere que solamente la placa superior tenga esta región central de retracción.

La región de retracción es preferiblemente sustancialmente uniforme a través de la región central, aunque la región de retracción puede ser de forma cóncava arqueada. La región de retracción es preferiblemente menor de aproximadamente 7 mm, tal como entre 2 y 4 mm. Con esta región de retracción alineada con una región de la banda en la que una temperatura relativamente más alta prevalecerá para la región de retracción, la diferencia temperatura a través de la anchura de la banda puede reducirse o eliminarse sustancialmente. De esta manera, la línea caliente se reduce o se evita, mientras que el enrollado de la banda se reduce o se evita.

Se indica anteriormente que, con la colada entre cilindros de aleaciones de magnesio, hay varios problemas que se han de superar. El primero de estos es el riesgo de oxidación y de incendio. La presente invención no evita la necesidad de usar los procedimientos establecidos basados en la utilización de un flujo y una atmósfera adecuados. Sin embargo, permite que este riesgo también se reduzca más. De esta manera, los procedimientos de arranque eficientes de la presente invención evitan sustancialmente el riesgo de incendios de la aleación fundida que no se solidifica completamente antes de pasar a través de los cilindros o que el flujo de la aleación fundida desde la cámara entre la boquilla y los cilindros. Además, la baja carga de los cilindros de aproximadamente 2 a 500 kg/mm y el correspondiente bajo nivel de reducción de la laminación, combinado con un sobrecalentamiento limitado y una rápida solidificación antes del hueco entre los cilindros, también reduce el riesgo de que aleación fundida pase a través del hueco que se exponga a la atmósfera mediante grietas o defectos superficiales.

Tal como se ha indicado, la invención evita la necesidad de usar una muestra adecuada para controlar el riesgo de incendios. Sin embargo, una forma preferida importante de la invención proporciona una mejora sobre los procedimientos establecidos. En relación con el control del riesgo de incendio, es una práctica común utilizar una mezcla de hexafluoruro de azufre en el aire seco. La mezcla de SF_{6}/aire seco no es adecuada para aleaciones de magnesio con mucho aluminio, mientras que no siempre es fiable en el arranque o al final de un ciclo de colada. En cada caso, hemos encontrado que es posible una mejora substancial añadiendo a la mezcla un pequeño porcentaje, tal como entre aproximadamente entre un 2% y un 16% en volumen, de un hidrofluorocarbono. Se prefiere particularmente el compuesto 1,1,1,2-tetrafluoroetano, indicado mediante la designación HFC-134a. Sin embargo, se pueden utilizar otros gases con o sin SF_{6}/HFC-134a.

Durante una operación de colada, se mantiene una atmósfera de protección de SF_{6}/aire seco u otra atmósfera adecuada para su protección contra el riesgo de incendios. Si la aleación que se cuela es una para la cual esa mezcla proporciona una protección limitada, la mezcla tal como se ha suministrado también contiene el hidrofluorocarbono, preferiblemente HFC-134a. Esto mejora significativamente la protección contra el riesgo de incendios. Sin embargo, para aleaciones para las cuales la mezcla de SF_{6}/aire seco generalmente es efectiva, generalmente es necesario añadir el hidrofluorocarbono durante un corto período de tiempo al inicio y al final de una operación de colada.

El problema de la congelación prematura se supera sustancialmente mediante el establecimiento rápido de las temperaturas operativas de equilibrio y la alta velocidad, ayudada por la buena capacidad de colada de las aleaciones de magnesio. Factores significativos que permiten esto son el precalentamiento tal como se ha descrito anteriormente, y la consecución rápida de la velocidad de los cilindros y, así, otras condiciones operativas.

Las dificultades que se producen a partir del amplio intervalo de congelación de las aleaciones de magnesio con altos niveles de adiciones se dirigen mediante las características de la presente invención, que también facilitan la mejora de las propiedades físicas de la banda de aleación de aluminio producida mediante la invención. Hay una serie de características interrelacionadas que son relevantes para estos asuntos.

Con las aleaciones de aluminio, se puede conseguir una rápida solidificación mediante la buena calidad de contacto de la aleación fundida en la superficie de los cilindros debido a la gran reducción del laminado de entre aproximadamente el 20% y el 25%. Sin embargo, con las aleaciones de magnesio, este nivel de reducción del laminado no es adecuado, ya que introducirá defectos superficiales, tal como grietas en la superficie. Sin embargo, la consecución de un menisco convexo mantiene un contacto optimizado de la aleación de magnesio fundido con cada cilindro, y establece un frente de solidificación uniforme que permite una solidificación suficientemente rápida. Los meniscos convexos se consiguen mediante la cabeza de fusión substancial requerida por la presente invención, mientras que el contacto entre la aleación en los cilindros también se mejora mediante el nivel menor de reducción del laminado necesario para evitar los defectos superficiales, tal como grietas. Con las aleaciones de aluminio, el alto nivel de reducción del laminado y la pequeña cabeza de fusión, si la hay, descartan los meniscos convexos, y produce meniscos que son cóncavos o varían entre cóncavos y
convexos.

Con la rápida solidificación mediante la presente invención para la producción de una banda de aleación de magnesio, se ha encontrado que se pueden conseguir una serie de beneficios prácticos. Así, la banda puede tener una microestructura que tiene la separación del brazo dendrítico secundario del magnesio primario refinado de aproximadamente 5 a 15 \mum, comparado con 25 a 100 \mum para microestructuras de aleación de magnesio resultantes de las tecnologías de colada convencionales. Este refinamiento provoca una distribución uniforme de las fases secundarias intermetálicas, facilitando así las mejoras en las propiedades mecánicas mediante el trabajo en frío de la banda.

Además, la rápida solidificación refina el tamaño de las partículas de las fases intermetálicas secundarias a aproximadamente 1 \mum, comparados con los hasta 25 a 50 \mum para las microestructuras de aleación de magnesio de las tecnologías de colada convencionales. Este refinamiento minimiza la iniciación de grietas alrededor de esas partículas, facilitando además la mejora en las propiedades mecánicas mediante el trabajo en frío de la banda.

Además, la rápida solidificación se puede controlar para conseguir un crecimiento equiaxial de dendritos de alfa magnesio a través del espesor de la banda que se forma, mediante la variación en la velocidad de refrigeración desde la solidificación inicial a la final a través de la mitad del espesor de la banda. Esto, junto con el tratamiento de fusión tal como el refinado de granos, minimiza la segregación perjudicial de la línea central, mientras se mantiene la integridad de la banda de aleación de magnesio tal como se ha colado. Esto no tiene que ver con la colada entre cilindros de aleaciones de aluminio, ya que los dendritos de alfa aluminio son siempre a modo de columna, ya que no hay problemas de segregación para estas aleaciones.

Además, la banda de aleación de magnesio producida mediante la invención es adecuada para su procesamiento para controlar su microestructura y sus propiedades. Así, la laminación en caliente y el tratamiento térmico final se pueden realizar sobre la banda tal como se ha colado para refinar la microestructura y mejorar las propiedades mecánicas de los indicadores finales resultantes. Los requerimientos típicos para una serie de aplicaciones necesitan el refinamiento del tamaño de grano de magnesio primario y unas propiedades substancialmente uniformes en las direcciones longitudinal y transversal. Hemos establecido que una o dos pasadas longitudinales de laminado en frío, seguidas mediante un adecuado tratamiento térmico, pueden definir los granos de magnesio primarios mediante recristalización. Además, aplicando una tensión transversal controlada y un adecuado tratamiento térmico, ambos después de una o dos pasadas longitudinales de laminado en frío, se permite un refinamiento de los granos de magnesio primarios, así como unas propiedades mecánicas transversales y longitudinales substancialmente uniformes.

Respecto a los costes operativos, se aprecia que la capacidad de conseguir una solidificación estable y el establecimiento de la producción en unos pocos minutos es particularmente significativa. El establecimiento de unas distribuciones térmicas estables es importante en relación con esto. Una protección suficiente a la fusión de magnesio durante la producción de la banda reduce el tiempo de preparación entre las operaciones, y permite una operación de tamaño pequeño o medio con un coste efectivo.

Para que la invención puede entenderse más fácilmente, se hace referencia ahora a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 es una representación esquemática de una instalación de colada entre cilindros para su utilización en la presente invención;

las figuras 2 y 3 muestran en una vista en sección lateral y en una vista en planta, respectivamente, una disposición de artesa de colada/boquilla para la instalación de la figura 1;

las figuras 4 y 5 muestran en una vista en alzado lateral y en una vista parcial en planta, respectivamente, de una disposición de boquilla/cilindro para la instalación de la figura 1;

las figuras 6 a 8 muestran disposiciones alternativas de boquillas modulares adecuadas para una instalación como en la figura 1;

la figura 9 muestra a una escala ampliada detalles relativos a la solidificación de la aleación de magnesio durante el uso de una instalación como en la figura 1;

la figura 10 muestra una forma mejorada de una boquilla adecuada para su utilización en la presente invención;

la figura 11 es una vista en sección, tomada a lo largo de la línea XI-XI de la figura 10; y

la figura 12 se corresponde a la figura 10, pero muestra una forma alternativa de la boquilla.

En la representación esquemática de la figura 1, la instalación 10 tiene un horno 12 para mantener un suministro de aleación de magnesio fundido, y una carcasa de una artesa de colada 14. La aleación puede fluir tal como se requiere desde el horno 12 a la carcasa de la artesa de colada 14 a través de un tubo de suministro 16 bajo una disposición que puede funcionar para mantener una cabeza de la aleación substancialmente constante en la carcasa 14. Una aleación de sobreflujo puede fluir desde la carcasa 14 a través del tubo 18, para su recogida en un contenedor 20. Para cada uno del horno 10, la carcasa 14, el contenedor 20 y el tubo 16, hay un conector de entrada 22 respectivo mediante el cual un gas, para mantener una atmósfera de protección tal como se ha detallado anteriormente, puede suministrarse desde una fuente adecuada (no representada). Cada uno del horno 12 y el contenedor 20 tiene un conector de salida 24, mediante el cual el gas puede descargarse para que fluya a un recipiente de recogida (no representado).

Una forma de artesa de colada 26 para la carcasa 14 se muestra en las figuras 2 y 3. La artesa de colada 26 tiene unas paredes delanteras y traseras 26a y 26b, unas paredes laterales 26c y una base 26d que juntas definen una cámara 28. La artesa de colada 26 también tiene una cubierta (no representada) y un deflector transversal 30 que se extiende entre las paredes 26c, pero que tiene su borde inferior separado de la base 26d. El deflector 30 divide así la cámara 28 en una porción trasera 28a y en una porción delantera 28b.

La instalación 10 también incluye una boquilla 30 y una disposición de cilindros 32. La boquilla 30 se extiende hacia delante desde la pared 26a de la artesa de colada 26, y en un hueco entre los cilindros superior e inferior 32a y 32b de la disposición 32. Los cilindros 32a, 32b se extienden horizontalmente y están separados verticalmente para definir un hueco o separación 34 entre los mismos. La disposición 32 también incluye una mesa de salida o cinta transportadora 35 en el lado de los cilindros 32a, 32b alejado de la boquilla 30.

La disposición de las figuras 2 y 3 y la de las figuras 4 y 5 muestran formas alternativas de la boquilla 30. Las partes correspondientes de estas tienen las mismas referencias numéricas. En cada caso, la boquilla 30 tiene unas placas superior e inferior 36 y 27 dispuestas horizontalmente y separadas verticalmente y unas placas laterales opuestas 38. Una cavidad de flujo de la aleación 39 se extiende a través de la boquilla 30 y está definida mediante las placas horizontales 36, 37 y las placas laterales 38. La aleación en la artesa de colada 26 puede fluir al interior de la boquilla 30 a través de una abertura 40 en la pared frontal 26a de la artesa de colada 26, pudiéndose descargar la aleación entre los cilindros 32a, 32b desde una salida alargada 42 a lo largo del borde de las placas 36, 37 alejado de la artesa de colada 26. Tal como se puede apreciar más claramente en las figuras 2 y 4, las placas 36, 37 y la placa lateral 38 están biseladas para poder extenderse cerca de cada uno de los cilindros 32a, 32b, de manera que una cámara 44 está definida entre la boquilla 30 y los cilindros 32a, 32b.

Con el uso de la instalación 10, la artesa de colada 26 y la boquilla 30 siempre se calientan inicialmente a unos niveles de temperatura detallados anteriormente. Para este propósito, una pistola de aire caliente 46 (mostrada en las figuras 2 y 3) puede insertarse en una abertura 48 en la pared trasera 26b de la artesa de colada 26. Cuando se consiguen esos niveles de temperatura, la pistola 46 se retrae y la abertura 48 se cierra. A continuación, la aleación fundida se hace fluir desde el horno 12 a lo largo del tubo 16 y al interior de la artesa de colada 26. La aleación en la artesa de colada 26 se mantiene al nivel requerido, mostrado mediante la línea de trazos L en las figuras 1 y 2, por encima de un plano horizontal representado mediante la línea M a través del centro de la salida de la boquilla 42 y del hueco o separación 34 de los cilindros 32a, 32b, la aleación fundida se protege manteniendo una atmósfera adecuada tal como se detallado anteriormente, con el gas para proporcionarla, que se suministra a los colectores 22. La atmósfera se mantiene a una presión ligeramente por encima de la presión atmosférica, recogiéndose el sobreflujo de gas de los conectores 24.

Desde la artesa de colada 26, la aleación fluye a una velocidad controlada a través de la abertura 40 a la cavidad 39 de la boquilla 30. Desde la cavidad 39, la aleación se descarga a través del tramo de la salida 42, al interior de la cámara 44, y a continuación a través del hueco o separación 34 entre los cilindros 32a, 32b. Los cilindros 32a, 32b están refrigerados internamente con agua y rotan al unísono en las respectivas direcciones mostradas mediante las flechas X. La aleación fundida se solidifica progresivamente en la cámara 44 debido al efecto de refrigeración de los cilindros 32a, 32b, para formar una banda de aleación de magnesio 50 (tal como se muestra en la figura 9) que pasa a lo largo de la mesa 35. Tal como se muestra en las figuras 4 y 5, la mesa 35 puede tener unas aberturas 35a adyacentes a su borde más próximo a los cilindros 32a, 32b, a través de las cuales puede suministrarse gas presurizado contra la superficie inferior de la banda 50, para refrigerar adicionalmente la banda y ayudar a su movimiento sobre la mesa 35.

Las figuras 6 y 7 muestran disposiciones alternativas en las que las placas 36, 37 de la boquilla 30 están previstas mediante los módulos similares 30a y 30b. Cada módulo puede recibir la aleación fundida desde una artesa de colada 26 respectiva, con cada artesa de colada recibiendo aleación desde un horno 12 a través de un tubo común 16 (figura 6) o un tubo 16 respectivo (figura 7).

La figura 8 es similar a la figura 6. Sin embargo, más que un par de módulos que reciben aleación a través de un tubo común 16, hay dos pares de módulos, teniendo cada par un tubo respectivo 16 común a estos módulos.

Volviendo ahora a la figura 9, se muestran los planos P y M. La separación S entre el plano P y un plano N paralelo al plano P y que se extiende a través de la salida 42 de la boquilla 30, define la extensión horizontal de la cámara 44. Esa separación se llama la retracción, mientras que la altura de la línea L (ver las figuras 1 y 2), por encima del plano M se llama cabeza de fusión. Tal como se ha detallado anteriormente, la retracción, la cabeza de fusión, la velocidad de rotación de los cilindros 32a y 32b y la carga aplicada mediante los cilindros 32a, 32b a la aleación están controlados para conseguir una velocidad de flujo de la aleación requerida para un diámetro de los cilindros dado. Estos parámetros y el índice de extracción de energía térmica de la aleación están controlados de manera que, entre la salida 42 y su respectivo contacto en 52a, 52b a lo largo de cada uno de los cilindros 32a, 32b, la aleación fundida establece un menisco convexo tal como se muestra en 54. A lo largo de todo su contacto con cada cilindro 32a, 32b, desde las líneas de contacto 52a, 52b, la aleación se solidifica completamente en esta superficie. Sin embargo, antes de las líneas 56a, 56b, la aleación está substancialmente completamente fundida, mientras que después de las líneas 58a, 58b, la aleación está substancialmente completamente solidificada, y entre las dos series de líneas la aleación está solamente parcialmente solidificada. Las velocidades relativas a las cuales las líneas de cada serie convergen en la dirección D del movimiento de la aleación/banda, determinan la velocidad en la cual la aleación se solidifica desde su superficie contra cada uno de los cilindros 32a, 32b a través del plano M. El punto de convergencia de las líneas 58a, 58b sobre alrededor del plano M representa substancialmente la solidificación completa y, tal como se ha detallado anteriormente, esto se consigue antes de que la aleación alcance el hueco o separación 34 (es decir, el plano P).

Las figuras 10 y 11 muestran una boquilla 130 que tiene una placa superior 136, una placa inferior 137 y unas placas laterales 138. En sus bordes delanteros, las placas definen una salida de boquilla alargada 142. La placa inferior 137 tiene un borde delantero 137a que se extiende linealmente entre las placas 138. En una disposición normal, la placa superior 136 tendrá un borde correspondiente, pero la banda colada con esta disposición normal tendrá una región central que está más caliente que las regiones de los bordes. Para evitar esto, la placa superior 136 tiene un borde que tiene una región central 136a que está rebajada hacia atrás desde las respectivas regiones de los bordes 136b de la misma. Esta disposición, tal como se ha detallado anteriormente, permite reducir la variación de la temperatura a través de la anchura de la banda colada, reduciéndose o evitándose las consecuencias adversas de la variación.

La disposición de la figura 12 se entenderá a partir de la descripción de las figuras 10 y 11. En este ejemplo, el borde delantero de la placa superior 136 está retraído en dos regiones centrales 136a entre las regiones de los bordes 136b, habiendo una región media 136c entre las dos regiones 136a. Esta disposición es adecuada cuando se produce una variación de temperatura más compleja a partir de los separadores internos entre las placas 136, 137. En el caso de la figura 11, puede haber dos separadores centrales, que tienden a provocar que todas las zonas centrales calientes estén separadas mediante una zona media intermedia en temperatura entre las zonas calientes y las zonas de los bordes más frías.

Finalmente, debe entenderse que se pueden introducir varias alteraciones, modificaciones y/o adiciones en las construcciones y en las disposiciones de las partes descritas previamente sin apartarse del alcance de la invención, tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Proceso para la producción de una banda de aleación de magnesio, mediante colada entre cilindros, en el que el proceso incluye las etapas de:

(a) pasar la aleación fundida desde una fuente de suministro a un dispositivo de alimentación,

(b) alimentar la aleación fundida desde el dispositivo de alimentación a través de una boquilla a una cámara formada entre una salida alargada de la boquilla y un par de cilindros substancialmente paralelos que están separados uno encima del otro para definir un hueco entre los mismos,

(c) rotar dicho cilindros en direcciones opuestas, con lo cual la aleación se retira desde la cámara a través del hueco simultáneamente con la alimentación de la etapa (b), y

(d) hacer fluir un fluido refrigerante a través de cada cilindro durante la etapa de rotación (c) para proporcionar una refrigeración interna de los cilindros y de esta manera refrigerar la aleación recibida en la cámara mediante la extracción de energía térmica mediante los cilindros refrigerados, con lo cual se consigue substancialmente la solidificación completa de la aleación de magnesio en la cámara antes de que la aleación pase a través del hueco definido entre los cilindros y que salga del mismo como una banda de aleación laminada en caliente;

y en el que el proceso también incluye:

- mantener una profundidad de la aleación fundida en el dispositivo de alimentación a una altura suficiente controlada y substancialmente constante de la aleación fundida por encima y una línea central del hueco en un plano que contiene los ejes de los cilindros, y

2. Proceso según la reivindicación 1, en el que la aleación mantenida en la fuente está a una temperatura suficiente para mantener la aleación en el dispositivo de alimentación a una temperatura comprendida entre aproximadamente 15ºC y aproximadamente 60ºC por encima de la temperatura de liquidus para la aleación.

3. Proceso según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el nivel de energía térmica extraída en la etapa de refrigeración (c) es suficiente para mantener dicha temperatura superficial substancialmente por debajo de 400ºC.

4. Proceso según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que el nivel de extracción de la energía térmica en la etapa (c) es suficiente para mantener dicha temperatura superficial entre aproximadamente 180ºC y aproximadamente 300ºC.

5. Proceso según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en el que dicha temperatura superficial no es menor de aproximadamente 85ºC por debajo de la temperatura de solidificación para la aleación.

6. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos cilindros aplican una carga específica para que la aleación solidificada pase a través del hueco comprendida entre aproximadamente 2 y aproximadamente 500 kg/mm de longitud del cilindro.

7. Proceso según la reivindicación 6, en el que la carga específica está comprendida entre aproximadamente 100 y aproximadamente 500 kg/mm de longitud del cilindro.

8. Proceso según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, en el que la carga específica aplicada produce una reducción en el espesor de la banda laminada en caliente comprendida entre aproximadamente el 4% y el 9%.

9. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que sobre una parte inicial de una distancia de retracción desde la salida de la boquilla hasta el plano que contiene el eje de los cilindros, la aleación mantiene un menisco convexo respectivo entre la salida de la boquilla y la superficie de cada cilindro.

10. Proceso según la reivindicación 9, en el que cada menisco se extiende desde la salida de la boquilla hasta aproximadamente un 35% de dicha distancia de retracción.

11. Proceso según la reivindicación 10, en el que cada menisco se extiende desde la salida de la boquilla a entre el 10% y el 30% de la distancia de retracción.

12. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se consigue la solidificación completa entre la superficie superior e inferior de la aleación antes del 5% al 15% final de la distancia de retracción desde la salida de la boquilla a dicho plano que contiene los ejes de los cilindros.

13. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que antes de la etapa (a), el dispositivo de alimentación y la boquilla se precalientan próximos a una temperatura operativa requerida.

14. Proceso según la reivindicación 13, en el que el precalentamiento se consigue mediante el soplado de aire caliente a través del dispositivo de alimentación y de la boquilla.

15. Proceso según la reivindicación 13 o la reivindicación 14, en el que el dispositivo de alimentación se precalienta a una temperatura comprendida entre aproximadamente 500ºC y aproximadamente 655ºC, y la boquilla se precalienta a una temperatura comprendida entre 200ºC y 400ºC.

16. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que en la etapa de alimentación (b), la aleación se suministra desde una región central de la salida de la boquilla que es a una distancia ligeramente anterior respecto a la dirección del flujo de la aleación a través de la boquilla, respecto a la aleación suministrada desde las regiones lateralmente externas de la salida, con lo cual la variación en la temperatura a través de la anchura de la banda laminada en caliente se reduce o se elimina substan-
cialmente.

17. Proceso según la reivindicación 16, en el que dicha ligera distancia es menor de aproximadamente 7 mm.

18. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que se mantiene una atmósfera de protección sobre la aleación fundida para su protección contra la oxidación y el riesgo de incendios, y en el que la atmósfera incluye una proporción menor de un hidroflurorocarbono adecuado.

19. Proceso según la reivindicación 18, en el que el hidrofluorocarbono es 1,1,1,2-tetrafluoro-
etano.

20. Proceso según la reivindicación 18 o la reivindicación 19, en el que el hidrofluorocarbono está presente en la atmósfera entre aproximadamente un 2 y 16% en volumen.

21. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en el que la atmósfera en la cual está previsto el hidrofluorocarbono comprende una mezcla de SF_{6}/aire seco.

22. Banda de aleación de magnesio producida mediante el proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en la que la banda tal como se ha colado tiene una microestructura que tiene una separación de brazo dendrítico secundario de magnesio primario de aproximadamente 5 a 15 \mum, y una distribución substancialmente uniforme de las fases secundarias intermetálicas.

23. Banda de aleación de magnesio según la reivindicación 22, en el que las partículas de dichas fases secundarias intermetálicas tienen un tamaño de aproximadamente 1 \mum.

24. Banda de aleación de magnesio según la reivindicación 22 o la reivindicación 23, en el que la microestructura tiene dendritos de alfa magnesio equiaxial a través del espesor de la banda.

25. Proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en el que dicha etapa de mantener la profundidad de la aleación fundida en el dispositivo de alimentación proporciona una altura substancialmente constante de aleación fundida por encima de la línea central del hueco de entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 22 mm.

26. Proceso según la reivindicación 25, en el que dicha aleación tiene un nivel inferior de adición del elemento de la aleación y dicha altura substancialmente constante está comprendida entre 5 mm y
10 mm.

27. Proceso según la reivindicación 25, en el que dicha aleación tiene un nivel más alto de adición del elemento de la aleación y dicha altura substancialmente constante está comprendida entre 7 mm y
22 mm.