ES2297500T3 - Texturacion de superficie de correas de colada de maquinas de colada continua. - Google Patents
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Abstract
Aparato de colada de correa continua, que comprende una cavidad de colada, al menos una correa de metal flexible que tiene una superficie de colada alargada que pasa a través y define al menos parcialmente la cavidad de colada, un motor para hacer rotar dicha al menos una correa de metal en una dirección longitudinal de dicha superficie de colada por medio de lo cual dicha superficie de colada pasa a través de dicha cavidad de colada en dicha dirección longitudinal, y un dispositivo de suministro de metal fundido adaptado para suministrar un metal fundido de forma continua a la cavidad de colada, por medio de lo cual el metal fundido suministrado a la cavidad de colada es solidificado y retirado de dicha cavidad de colada en forma de lingote en banda continua mediante la rotación de dicha al menos una correa, en el que dicha superficie de colada está provista de una pluralidad de surcos orientados sustancialmente en la misma dirección, y en el que dicha pluralidad de surcos transmite una rugosidad de superficie (Ra) a la superficie de colada, oscilando dicha rugosidad de superficie (Ra) entre 0, 46 y 2, 0 micrómetros.
Description
Texturación de superficie de correas de colada
de máquinas de colada continua.
La presente invención se refiere al control del
flujo térmico en una máquina de colada de correa continua utilizada
para la colada de forma continua de un metal fundido en forma en
banda. Más concretamente, la invención se refiere a la texturación
de superficie de las correas de colada utilizadas en dichas
máquinas.
Los fundidores continuos, como por ejemplo los
fundidores de correa doble, los fundidores de correa simple y los
fundidores de recirculación en bloque, son habitualmente utilizados
para producir lingotes en banda (bandas de metal continuos) a
partir de metales fundidos, particularmente aleaciones de aluminio.
En fundidores de este tipo, la cavidad de colada está constituida
entre las superficies de colada de desplazamiento continuo y el
metal fundido es introducido en la cavidad de colada a un ritmo
continuo. El calor es eliminado del metal por medio de las
superficies de colada y el metal se solidifica en forma de lingote
en banda que es continuamente retirado de la cavidad de colada
mediante las superficies de colada en movimiento. El flujo térmico
que fluye a través de las superficies de colada (el calor extraído
del metal de solidificación) debe ser cuidadosamente controlado
para conseguir unos lingotes en banda fundidos con una calidad de
superficie satisfactoria y para evitar la distorsión de la cavidad
de colada. Diferentes metales (por ejemplo aleaciones de aluminio)
requieren niveles diferentes de flujo térmico para la apropiada
colada de forma continua, de manera que es importante poder
controlar el aparato de colada para conseguir los niveles requeridos
de flujo térmico para el metal concreto objeto de colada.
El control principal del flujo térmico se
consigue generalmente aplicando agua refrigerante a las correas o a
los bloques de colada. En la mayoría de los fundidores de correa,
esto se lleva a cabo sobre la cara trasera de la correa en la zona
por donde la correa pasa a través de la cavidad de colada. Sin
embargo, el flujo térmico es a menudo ajustado con mayor precisión
por medios adicionales. Por ejemplo, los fundidores de correa han
sido provistos de unos revestimientos de cerámica porosos sobre las
correas de metal. Dichos revestimientos pueden opcionalmente ser
total o parcialmente cubiertos con un gas inerte de alta
conductividad, como por ejemplo el helio para conseguir una
refinación adicional. En dichos casos, el coste de mantener un
revestimiento cerámico homogéneo y el coste del gas inerte han
determinado que dichos procedimientos no resulten económicamente
atractivos.
También es conocido el procedimiento de aplicar
una capa de un líquido volátil o parcialmente volátil, por ejemplo
un aceite, sobre las superficies de colada antes de que entren en
contacto con el metal fundido. Esta capa es a menudo designada como
"aderezo de correa" o como "capa de separación". El
grosor de la capa puede variar para conseguir el control del flujo
térmico respecto de las superficies de colada subyacentes. Sin
embargo, el uso de dichos aceites puede afectar negativamente a la
calidad de la superficie del lingote en banda fundido
(concretamente lingotes hechos con aleaciones de aluminio con un
alto contenido en magnesio) y pueden tener repercusiones desde el
punto de vista medioambiental, especialmente cuando se requieren
reiteradas aplicaciones con el fin de obtener el grado deseado del
control del flujo térmico.
La Patente estadounidense No. 4,614,224
concedida el 30 de Septiembre de 1980 a Paul W. Jeffery et
al. y la Patente estadounidense No. 6,120,621 concedida el 19 de
Septiembre de 2000, a Ilijoon Jin et al. divulgan el uso de
correas de acero texturadas de forma aleatoria (texturadas por medio
de chorro granulado) en las cuales una capa de líquido es aplicada
a la superficie de la correa antes de que la superficie entre en
contacto con el metal fundido. La superficie de la correa es
enfriada mediante la aplicación directa del refrigerante al lado
inverso de la correa a medida que pasa a través de la cavidad de
colada. El líquido es generalmente un hidrocarburo que al menos
parcialmente se volatiliza en uso y forma una capa gaseosa entre el
metal fundido y la superficie de la correa. Esta capa gaseosa tiene
propiedades aislantes y, por consiguiente, crea una caída de
temperatura considerable entre el metal fundido y la superficie de
la correa. El líquido residual mismo tiene un efecto relativamente
pequeño. Mediante la variación de la cantidad de líquido aplicada,
es posible modular el efecto de la capa gaseosa y conseguir un
cierto control sobre el flujo térmico a través de la correa de
metal y mejorar el procedimiento de colada. Estas dos Patentes
divulgan una rugosidad de superficie de 5,3 micrómetros (RMS) y de 4
a 13 micrómetros (R_{a}), respectivamente.
En fundidores tales como los anteriormente
descritos en los que un refrigerante es aplicado directamente sobre
el lado inverso de la correa a medida que pasa a través de la
cavidad de colada, un flujo térmico incrementado puede ser obtenido
mediante el empleo de correas de más alta conductividad (por ejemplo
de cobre), y mediante la reducción de la cantidad de la capa de
separación líquida. La texturación convencional, tal como se aplica
a dichas correas de alta conductividad, reduce la capacidad máxima
de flujo térmico alto, sin embargo, la eliminación de dicha
texturación puede provocar problemas de estabilidad de menisco
durante la colada.
La Patente estadounidense No. 6,063,215
concedida el 16 de Mayo de 2000 a Donald G. Harrington divulga una
correa de colada de acero que es texturizada de una forma más
regular, esto es, divulga unos surcos o depresiones transversales
dispuestas sobre una superficie de colada de acero. Esta correa de
acero texturizada es a continuación oxidada de forma artificial. Se
considera que la texturación promueve una transferencia térmica más
uniforme y posibilita el escape de gases que pueden constituirse
durante la colada. Dichas correas se utilizan en fundidores en los
que la correa es enfriada en un área alejada de la cavidad de
colada, y no utiliza un agente de separación.
La Patente estadounidense No. 6,135,199
concedida el 24 de Octubre de 2000 a Gavin Wyatt divulga un fundidor
de correas en el que las correas pueden tener unos surcos
longitudinales finos, pero se remite a la Solicitud estadounidense
No. 08/543,445 (concedida como continuación de la Patente
estadounidense No. 6,063,215) considerada como la forma de
realización preferente.
Por consiguiente, se necesita una correa de
colada mejorada que tenga una característica de capacidad de
eliminación de calor alta de una correa de colada directamente
enfriada por un refrigerante sobre su superficie inversa,
proporcionando al tiempo un procedimiento de colada estable sin
distorsión de la correa.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se
proporciona un aparato de colada de correa continua que comprende
una cavidad de colada, al menos una (preferentemente dos) correa de
metal flexible que tiene una superficie de colada alargada que pasa
a través de y que al menos parcialmente define la cavidad de colada,
un motor para hacer rotar dicha al menos una correa de metal en una
dirección longitudinal de dicha superficie de colada, por medio de
lo cual dicha superficie de colada pasa a través de dicha cavidad de
colada en dicha dirección longitudinal, y un dispositivo de
suministro de metal fundido para alimentar un metal fundido de forma
continua sobre la cavidad de colada, por medio de lo cual el metal
fundido suministrado a la cavidad de colada es solidificado y
retirado en forma de lingote en banda continua de dicha cavidad de
colada mediante la rotación de dicha al menos una correa, en el que
dicha superficie de colada está provista de una pluralidad de surcos
orientados sustancialmente en la misma dirección. Los surcos
preferentemente transmiten una rugosidad de superficie (R_{a}) a
la superficie de colada que oscila entre 0,46 y 2,0 micrómetros, más
preferentemente, entre 0,46 y 1,65 micrómetros, y como máxima
preferencia entre 0,64 y 1,14 micrómetros, midiéndose la rugosidad
en perpendicular a la dirección de los surcos. La separación
relativa de los surcos es tal que la media de rugosidad (R_{a})
se mide respecto de distancias inferiores a 10 mm, más típicamente
de aproximadamente 5 mm, tomadas en perpendicular a la dirección de
los surcos. Ventajosamente, la correa de colada está hecha de cobre
o de una aleación de cobre, o de aluminio o de una aleación de
aluminio.
El aparato preferentemente incluye un
dispositivo de suministro adaptado para suministrar un agente de
separación líquido al menos parcialmente volátil sobre dicha
superficie de colada antes de que dicha superficie de colada
contacte con el metal fundido existente en la cavidad de colada.
El aparato preferentemente incluye también un
dispositivo de retirada adaptado para retirar dicho agente de
separación de dicha superficie de colada después de que dicha
superficie de colada salga de dicha cavidad de colada y se separe de
dicho lingote en banda continua.
Es también particularmente preferente que el
aparato sea un fundidor de correa que tenga unos orificios de salida
de refrigerante dispuestos para su aplicación al lado inverso de la
correa a medida que pasa a través de la cavidad de colada.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, se
proporciona un procedimiento de colada de metal para constituir un
lingote en banda continua, que comprende la formación de una cavidad
de colada mediante el suministro de al menos una banda de metal
flexible que tenga una superficie de colada alargada pasando la
superficie de colada a través de y definiendo al menos parcialmente
la cavidad de colada, suministrando de forma continua un metal
fundido a la cavidad de colada y haciendo rotar la banda en una
dirección longitudinal de la superficie de colada para arrastrar
dicho metal fundido a través de dicha cavidad de colada y para
retirar de la cavidad un lingote en banda solidificado constituido
cuando dicho metal fundido se solidifica dentro de la cavidad de
colada, en el que la superficie de colada está provista de una
pluralidad de surcos orientados sustancialmente en la misma
dirección.
De acuerdo con otro aspecto adicional de la
invención, se proporciona una correa de colada adaptada para su uso
en un fundidor de correa continua, comprendiendo dicha correa de
colada una correa de metal flexible que tiene una superficie de
colada alargada provista de una pluralidad de surcos orientados
sustancialmente en la misma dirección.
En la presente invención, los surcos están
preferentemente orientados en una dirección inferior a 45 grados
(más preferentemente inferior a 20 grados e idealmente inferior a 10
grados o incluso menos de 5 grados) respecto de la dirección
longitudinal de la correa, y como máxima preferencia están
orientados sustancialmente en la dirección longitudinal de la
correa. Preferentemente, la entera superficie de colada de
la(s) correa(s) está provista de los surcos y los
surcos están situados sustancialmente en dirección transversal
contigua a la correa, de forma que si están separados por
superficies intermedias planas sin surcos, dichas superficies
intermedias tienen una anchura inferior a la anchura de los surcos
adyacentes.
Una comprensión más acabada de la invención, y
de algunos de sus aspectos y ventajas, se lleva a cabo a
continuación con referencia a la descripción subsecuente, las
reivindicaciones adjuntas y los dibujos que se acompañan.
La invención se describe con mayor detalle en
las líneas que siguen, con referencia a los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
La Fig. 1 es una vista lateral simplificada de
una máquina de colada continua de dos correas que puede ser
utilizada en la presente invención;
la Fig. 2 es una vista de tamaño ampliado de la
porción de salida de la máquina de colada de la Fig. 1;
la Fig. 3 es una representación gráfica de la
superficie de una correa de colada de acuerdo con la presente
invención;
la Fig. 4 es una sección transversal parcial de
tamaño ampliado de la correa de la Fig. 3, esto es tomada desde una
región IV de la Fig. 3;
la Fig. 5 muestra una sección transversal
simplificada de un dispositivo de eliminación de una capa de
separación que puede ser utilizada para eliminar el agente de
separación residual de la superficie de colada;
la Fig. 6 ilustra de forma esquemática un
dispositivo para aplicar una nueva capa de agente de separación a
una superficie de colada; y
la Fig. 7 es una sección transversal vertical
longitudinal simplificada de la Fig. 6.
Las Figs. 1 y 2 muestran una máquina de colada
10 de dos correas para la colada continua de un metal fundido, como
por ejemplo una aleación de aluminio fundido en forma de lingote en
banda. La presente invención puede ser aplicada, pero de ningún
modo de manera exclusiva, a las correas de colada de este tipo de
máquinas de colada, las cuales se divulgan, por ejemplo, en las
Patentes estadounidenses Nos. 4,061,177 y 4,061,178. Debe
destacarse que los principios de la presente invención pueden
aplicarse con éxito a la correa de colada de un sistema de colada
de correa única. La estructura y funcionamiento de la máquina de
colada de correa continua de las Figs. 1 y 2 se explican brevemente
a continuación.
Como se muestra en las Figs. 1 y 2, la máquina
de colada 10 incluye un par de correas de colada 12 y 14
resilientemente flexibles, cada una de las cuales es mandada por una
polea superior 16 y una polea inferior 17 en un extremo y un medio
de soporte de líquido superior 18 y un medio de soporte inferior 19
en el otro extremo. Cada polea está previamente montada sobre una
estructura de soporte de la máquina y es arrastrada mediante unos
medios de arrastre apropiados. Por razones de sencillez, la
estructura de soporte y los medios de arrastre no se ilustran en
las Figs. 1 y 2. Las correas de colada 12 y 14 están dispuestas para
que discurran sustancialmente en paralelo entre sí esencialmente a
la misma velocidad a través de una región en la cual definen una
cavidad de colada 22 (también designada como "huelgo de moldeo"
o "molde móvil") entre ellas, esto es, entre las superficies
de colada de las correas. La cavidad de colada 22 puede ser ajustada
en cuanto a su anchura por medio de unos diques de borde (no
mostrados), dependiendo del grosor deseado de la banda de aluminio
que está siendo colada. El par de correas discurre sustancialmente
en paralelo una respecto de otra dentro de la cavidad de colada,
preferentemente con algún grado de convergencia. Un metal fundido es
continuamente alimentado dentro de la cavidad de colada 22 en la
dirección de la flecha 24 a través de la entrada 25 mientras que
las correas son enfriadas, en la región de la cavidad de colada, por
sus caras inversas, por ejemplo, mediante la incidencia directa del
líquido refrigerante 20 sobre las superficies inversas. La banda
fundida a continuación emerge por la salida 26 en la dirección de la
flecha 27.
En el aparato ilustrado, la trayectoria del
metal fundido que está siendo colado es sustancialmente horizontal
con un pequeño grado de inclinación hacia abajo desde la entrada 25
hasta la salida 26 de la cavidad de colada.
El metal fundido es suministro a la cavidad de
colada 22 mediante un pertinente canal de colada o paso de colada
(no mostrado) que está dispuesto en la entrada 25 de la cavidad de
colada 22. Por ejemplo, el inyector de metal fundido descrito en la
Patente estadounidense No. 5,636,681, la cual está transferida al
mismo cesionario de la presente invención, puede ser utilizado para
suministrar metal fundido a la máquina de colada 10. Aunque no se
muestra, un cierre periférico está dispuesto a cada lado de la
máquina para completar el cierre de la cavidad de colada 22 al
nivel de sus bordes. Debe entenderse que, en el funcionamiento de la
máquina de colada, el metal fundido suministrado en la entrada 25
de la cavidad de colada 22 avanza a través de la cavidad de colada
22 hasta la salida 26 de aquélla por medio del movimiento continuo
de las correas 12, 14. Durante el desplazamiento a lo largo de la
cavidad de colada (molde móvil) 22 el calor emitido por el metal es
transferido a través de las correas 12, 14, y eliminado de aquélla
mediante el refrigerante suministrado 20, y así el metal fundido
resulta progresivamente solidificado en sus caras superior e
inferior situadas interiormente en contacto con las superficies de
colada de las correas. El metal fundido está completamente
solidificado antes de llegar a la salida 26 de la cavidad de colada
y emerge de la salida 26 en forma de banda fundida 30, sólida,
continua, cuyo grosor está determinado por medio de la anchura de la
cavidad de colada 22 en cuanto definido por las superficies de
colada de correas las 12 y 14. La anchura de la banda fundida 30
está definida por los diques laterales (no mostrados) que están
situados cerca de los bordes de las correas de colada 12, 14.
Las correas mismas están diseñadas de forma
apropiada para una máquina de colada de este tipo, ventajosamente
fabricadas con un metal de la apropiada elevada resistencia y de tal
naturaleza que puedan ser suficientemente tensionadas sin
deformación plástica. Aunque, para su uso en la presente invención,
las correas pueden estar hechas de acero o de cualquier otro
material que habitualmente se utilice para correas de este tipo,
para la presente invención son preferentes metales de alta
conductividad, por ejemplo aleaciones de cobre apropiadas. Incluso
pueden ser utilizadas aleaciones de aluminio que tengan las
requeridas propiedades, como se divulga en la Publicación PCT
pendiente con la actual No. WO 2005/032744 A1, publicada el 14 de
Abril de 2005, en nombre de Willard M.T. Gallemeault et al.,
y transferida al mismo cesionario de la presente solicitud.
De acuerdo con la presente invención, una o
preferentemente ambas correas de colada están provistas de una
textura sobre su superficie con el fin de modular el flujo térmico
procedente del metal fundido y para estabilizar los puntos de
contacto entre el metal fundido y la correa de colada (esto es, el
menisco del metal), evitando con ello los defectos de colada de la
banda de metal resultante y eliminando también o reduciendo la
distorsión térmica debida a la tensión térmica impuesta sobre la
correa. En la presente invención, la superficie de colada de la
correa está texturizada mediante la creación de múltiples surcos
alargados orientados esencialmente en la misma dirección,
preferentemente la dirección de desplazamiento de las correas de
colada, esto es, esencialmente en la dirección longitudinal de las
correas. En otras palabras, el componente direccional principal de
cada surco preferentemente discurre a lo largo de la dirección de
desplazamiento o longitudinal de la correa de colada. La provisión
de dichos surcos puede conseguirse, por ejemplo, amolando la
superficie de la correa con un medio de amolado, por ejemplo un
papel o tela abrasiva, utilizando una máquina de amolado, como por
ejemplo una lija o amoladora de correa, que actúe en la dirección
longitudinal de la correa. El medio de amolado se escoge para
obtener la rugosidad de superficie media deseada, esto es que oscile
entre 0,46 y 2,0 micrómetros. La Fig. 3 es una representación de la
superficie de colada de una correa de colada que muestra, de forma
exagerada, una textura de superficie de acuerdo con una forma
preferente de la presente invención, esto es, con unos surcos de
superficie dispuestos en la superficie de colada de las correas. La
dirección de colada (dirección de movimiento de la correa) se
muestra mediante la flecha 31. En la forma de realización preferente
de la Fig. 3, los surcos proporcionan a la superficie de colada una
rugosidad que oscila entre los 0,46 y los 2,0 micrómetros,
preferentemente entre 0,46 y 1,65 micrómetros, más preferentemente,
entre 0,64 y 1,14 micrómetros, en unidades de rugosidad de
superficie media convencional (R_{a}). El valor de rugosidad
superficial (R_{a}) es la rugosidad superficial de la media
aritmética. Esta medición de la rugosidad se describe, por ejemplo,
en un artículo de Michel Field et al., publicado en "Manual
de Metales, Novena Edición, Volumen 16, 1989" ["Metals
Handbook, Ninth Edition, Volume 16, 1989"], publicado por ASM
International, Metals Park, Ohio 44073, EE.UU., páginas 19 a 23;
cuya divulgación se incorpora en la presente memoria por referencia.
La Fig. 4 es una sección transversal de una parte de la superficie
ilustrada en la Fig. 3 (transversal a la dirección de colada 31),
que muestra la media aritmética de rugosidad (R_{a}) de los picos
P y valles V de la superficie. Hay varias formas de medir la
rugosidad de la superficie que son sobradamente conocidas por los
expertos en la materia.
Se ha descubierto que, si la rugosidad (R_{a})
de la correa es inferior a, aproximadamente, 0,46 micrómetros, el
menisco resulta inestable con los consiguientes defectos de la
superficie, y el interior de la banda fundida resulta afectado por
la porosidad y otros efectos de colada. Si la rugosidad de la correa
excede de 2,0 micrómetros, la superficie de la banda fundida
presenta dendritas (designadas como "escarcha") o exudados
(designados como "ampollas"), aunque el interior de la placa
puede ser sólido. El límite superior depende en cierta manera de la
aleación y, por consiguiente, un límite superior particularmente
preferente de 2,0 micrómetros puede ser utilizado para cubrir la
gama más amplia aleaciones. Sin embargo, se ha descubierto que la
rugosidad de 0,46 a 1,65 micrómetros es más preferente, y la
rugosidad de 0,64 a 1,14 es incluso más preferente, como muestran
los ejemplos que se describen con mayor detalle más adelante.
Los surcos dispuestos en la superficie de colada
de la correa pueden actuar más eficazmente en cooperación con una
capa de separación líquida aplicada a la superficie de colada antes
de entrar en contacto con el metal fundido. El agente de separación
líquido que constituye la capa de separación es al menos
parcialmente volátil cuando está en uso. Los surcos de la presente
invención posibilitan que la capa de separación volatilizada sea
más eficazmente distribuida dentro de la cavidad de colada (en la
dirección de la colada) que en el caso de que si los surcos
estuvieran realizados de forma aleatoria, lo cual mejora la
distribución térmica. Este es particularmente el caso de las formas
de realización preferentes, en las que los surcos están orientados
más próximos a la dirección longitudinal de la correa. Las formas de
realización preferentes incorporan también a la correa de colada el
número requerido de rugosidades superficiales en la dirección de
colada, estabilizando de esta forma el comportamiento de menisco y
posibilitando que se alcancen unas más altas velocidades de
colada.
Los sistemas de texturación con correa conocidos
utilizados con agentes de separación líquidos tienden a utilizar
texturaciones gruesas, por ejemplo, embuticiones con granulado, como
se divulga, por ejemplo en el documento 6,120,621 que ofrece una
textura que oscila entre los 4 y los 13 micrómetros, lo que requiere
la aplicación sustancial de agentes de separación. Los surcos de
acuerdo con la presente invención requieren menos agente de
separación, pero consiguen una distribución de dicho agente de
separación que permite que se mantengan unos elevados flujos
térmicos en los sistemas de colada cuando el refrigerante es
aplicado directamente sobre el lado inverso de las correas, pero
sin la distorsión de las correas debida a una tensión inestable
térmica no uniforme.
Así mismo la invención actúa más eficazmente
cuando el agente (capa) residual de separación es eliminado
prácticamente del todo de la superficie de colada después de su
emergencia de la cavidad de colada, suministrándose a aquélla la
aplicación de forma continua de una nueva capa de separación antes
de volver a entrar en la cavidad de colada y entrar en contacto con
el metal fundido.
Con este fin, pueden ser utilizados los
dispositivos mostrados en las Figs. 5, 6 y 7, los cuales se divulgan
en la Patente estadounidense No. 5,636,681 concedida el 10 de Junio
de 1987 a John Sulzer et al. y transferida al mismo
cesionario de la presente aplicación. La divulgación de esta patente
se incorpora en la presente memoria por referencia. A continuación
se expondrá brevemente la estructura y funcionamiento de estos
dispositivos. La Fig. 5 muestra una sección transversal simplificada
de parte de una máquina de colada con correas que muestra un
dispositivo 32 de retirada de la capa de separación. La Fig. 6
esquemáticamente ilustra un dispositivo para aplicar una nueva capa
de agente de separación a una superficie de colada y la Fig. 7 es
una sección transversal vertical longitudinal simplificada de la
Fig. 6.
En la Fig. 5, se muestra una parte de una correa
superior 12 en el extremo de salida de la cavidad de colada de la
máquina 10 de colada de doble correa (Fig. 1). El metal fundido se
solidifica en la banda 30 en contacto con la superficie de colada
12a desplazándose en la dirección de la flecha 27. Una porción 12c
de la correa 12 es nuevamente liberada de su contacto con la banda
de metal solidificado y tiene un revestimiento de superficie de un
agente de separación contaminado con detritos después de su contacto
con el metal caliente. Una nueva capa de agente de separación
líquido es aplicado a la superficie de retorno 12b de la correa en
una estación (no mostrada en la Fig. 5, pero véanse las Figs. 6 y 7)
corriente arriba del inyector para aplicar la placa de metal
fundido.
El dispositivo de eliminación 32 de la capa de
separación está situado en posición adyacente a la correa 12 con el
fin de eliminar completamente de la superficie de la correa el
antiguo agente de separación y los detritos antes de que se aplique
el nuevo agente de separación. El dispositivo de retirada 32
consiste en una cubierta hueca 34 que se extiende a través de la
anchura de la correa y está cerrada por todos lados excepto por un
lado abierto 36 opuesto a una superficie adyacente de la correa 12.
Una barra de nebulización 38 con unas boquillas de nebulización
está situada dentro de la cubierta 34 y dirige una lluvia de alta
presión de un líquido de limpieza. La rociada de líquido de
limpieza retira de la superficie de la correa la mayor parte del
líquido de separación y de los detritos contaminantes a medida que
la correa pasa por el dispositivo de retirada 32. Cualquier líquido
o detritos de limpieza residual existente en la superficie de la
correa es eliminado por un raspador 40.
El dispositivo de eliminación 32 hace posible
retirar rápidamente de la superficie de la correa una capa
contaminada de líquido de separación y los detritos sólidos, de
forma eficiente y continuada, de manera que la superficie de colada
de la correa 12 que emerge de la cavidad de colada 22 está
completamente limpia y lista para la aplicación de una capa de
líquido de separación antes de recibir de nuevo el metal
fundido.
Para una mayor efectividad en el funcionamiento
de los surcos de la invención, una nueva capa delgada y uniforme de
líquido de separación es aplicada a través de la anchura de la
correa después de la retirada del agente de separación residual
previamente aplicado. Las Figs. 6 y 7, muestran unos dispositivos 42
de nebulización electroestática sin contacto directo, los cuales
pueden ser utilizados para aplicar una nueva capa de separación. La
cantidad de líquido de separación puede modificarse cambiando el
caudal líquido administrado a los cabezales de nebulización.
Mediante la disposición de unos dispositivos de
nebulización electroestáticos de la correa en escalón superpuesto
como se muestra en la Fig. 6, puede conseguirse una aplicación
uniforme del líquido de separación a través de la anchura de la
correa. La distribución real del líquido puede ser medida en pasadas
preliminares utilizando pequeñas muestras de metal fijadas a través
de la correa. La eliminación y el exacto pesaje de las muestras
revelan la distribución de la nebulización para que los dispositivos
de nebulización puedan ser ajustados para obtener una nebulización
uniforme, en caso necesario.
Una ilustración adicional de la invención se
ofrece con referencia a los ejemplos subsecuentes, ilustración que
no pretende limitar el alcance de la presente invención.
Ejemplo
Se llevaron a cabo una serie de coladas de
aleación de aluminio (tipo AA5754) utilizando una máquina de colada
de dos correas. Se utilizó una correa de cobre con un grosor de 1,5
mm. Las correas de cobre fueron texturadas con surcos paralelos a
la dirección de colada utilizando una banda abrasiva, variándose la
textura (rugosidad) respecto de diferentes valores de rugosidad. La
rugosidad fue cuantificada utilizando la rugosidad media (R_{a})
medida a través de la capa predominante del amolado. Dos texturas
fueron situadas sobre cualquier correa determinada. Se utilizaron
calidades diferentes de correa de amolado para preparar las correas:
desde la A16 a la A80, donde el número se refiere al valor de
rugosidad (R_{a}) en micrómetros que es obtenido utilizando estos
papeles abrasivos. La rugosidad de la superficie de la correa con
surcos recién preparados se obtuvo utilizando un rugosímetro
portátil (longitud de evaluación de 5,60 mm con un corte de 0,8 mm),
así como a partir de réplicas tomadas de la superficie de la correa
recién preparada. La colada se llevó a cabo a diferentes velocidades
de colada y bajo condiciones de flujo térmico diferentes.
La calidad de la superficie de la placa de
colada se determinó respecto de la apariencia de la superficie; se
estableció un sistema de calificación por número (del 1 al 5),
atribuyéndose la mejor calidad al número más bajo. Se determinó que
la calidad óptima de la superficie de la placa se obtuvo cuando se
utilizaron correas preparadas con unos valores medidos de rugosidad
R_{a} que oscilaron entre 0,46 y 1,14 micrómetros. Bajo ciertas
condiciones, este margen puede extenderse hasta oscilar entre 0,46 y
2,0 micrómetros. La Tabla 1 ofrece el valor de rugosidad media
(R_{a}) y la valoración resultante del efecto global sobre la
banda fundida.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con referencia a diversas formas de realización preferentes, la
descripción es ilustrativa de la invención y no debe interpretarse
como limitativa de ésta. Los expertos en la materia podrán encontrar
diversas modificaciones y variantes, sin apartarse del ámbito de la
invención de acuerdo con lo definido en las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (33)
1. Aparato de colada de correa continua, que
comprende una cavidad de colada, al menos una correa de metal
flexible que tiene una superficie de colada alargada que pasa a
través y define al menos parcialmente la cavidad de colada, un
motor para hacer rotar dicha al menos una correa de metal en una
dirección longitudinal de dicha superficie de colada por medio de lo
cual dicha superficie de colada pasa a través de dicha cavidad de
colada en dicha dirección longitudinal, y un dispositivo de
suministro de metal fundido adaptado para suministrar un metal
fundido de forma continua a la cavidad de colada, por medio de lo
cual el metal fundido suministrado a la cavidad de colada es
solidificado y retirado de dicha cavidad de colada en forma de
lingote en banda continua mediante la rotación de dicha al menos una
correa, en el que dicha superficie de colada está provista de una
pluralidad de surcos orientados sustancialmente en la misma
dirección, y en el que dicha pluralidad de surcos transmite una
rugosidad de superficie (R_{a}) a la superficie de colada,
oscilando dicha rugosidad de superficie (R_{a}) entre 0,46 y 2,0
micrómetros.
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la rugosidad (R_{a}) oscila entre 0,46 y 1,65 micrómetros.
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la rugosidad (R_{a}) de la superficie de colada oscila entre 0,64
y 1,14 micrómetros.
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha al menos una correa de colada está hecha de cobre o de una
aleación de cobre.
5. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha al menos una correa de colada está hecha de aluminio o de una
aleación de aluminio.
6. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la correa de colada está hecha de acero.
7. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los surcos están orientados en una dirección en un ángulo de 45
grados de la dirección longitudinal de la superficie de colada.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que
los surcos están orientados sustancialmente en la dirección
longitudinal de la superficie de colada.
9. El aparato de la reivindicación 1, que es un
fundidor de correa doble provisto de dos correas.
10. El aparato de la reivindicación 1, que
incluye un dispositivo de suministro adaptado para suministrar al
menos un agente de separación líquido parcialmente volátil a dicha
superficie de colada antes de que dicha superficie de colada
contacte con el metal fundido existente en la cavidad de colada.
11. El aparato de la reivindicación 10, que
incluyen así mismo un dispositivo de eliminación para eliminar de
dicha superficie de colada dicho agente de separación después de que
dicha superficie de colada sale de dicha cavidad de colada y se
separa de dicho lingote en banda continua.
12. El aparato de la reivindicación 1, que
incluye un medio para aplicar un refrigerante a un lado inverso de
dicha correa de metal a medida que pasa a través de dicha cavidad de
colada.
13. Un procedimiento de colada de metal para
formar un lingote en banda continua, que comprende formar una
cavidad de colada para proporcionar al menos una correa de metal
flexible que tiene una superficie de colada alargada, pasando la
superficie de colada a través de y definiendo, al menos
parcialmente, la cavidad de colada, suministrando de forma continua
metal fundido a la cavidad de colada y haciendo rotar la correa en
una dirección longitudinal de la superficie de colada para arrastrar
dicho metal fundido a través de la cavidad de colada y para retirar
de la cavidad un lingote en banda solidificado formado cuando dicho
metal fundido se solidifica dentro de la cavidad de colada, en el
que dicha cavidad de colada está provista de una pluralidad de
surcos orientados sustancialmente en la misma dirección, y en el que
dicha superficie de colada está provista de una pluralidad de surcos
que transmiten una rugosidad de superficie (R_{a}) a la superficie
de colada, oscilando dicha rugosidad de superficie (R_{a}) entre
los 0,46 y los 2,0 micrómetros.
14. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que la superficie de colada está provista de unos surcos que
transmiten una rugosidad de superficie (R_{a}) a la superficie de
colada en un margen que oscila entre los 0,46 y los 1,65
micrómetros.
15. El procedimiento de la reivindicación 13, en
el que la superficie de colada está provista de unos surcos que
transmiten una rugosidad de superficie (R_{a}) a la superficie de
colada que oscila entre los 0,64 y los 1,14 micrómetros.
16. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende suministrar dicha al menos una correa de colada hecha
de cobre o de una aleación de cobre.
\newpage
17. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende suministrar dicha al menos una correa de colada hecha
de aluminio o de una aleación de aluminio.
18. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende suministrar dicha al menos una correa de colada hecha
de acero.
19. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende el empleo, como dicha superficie de colada, de una
superficie sobre la cual dicha pluralidad de surcos está orientada
en una dirección en un ángulo de 45 grados de la dirección
longitudinal de la superficie de colada.
20. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende el empleo, como dicha superficie de colada, de una
superficie sobre la cual dicha pluralidad de surcos está orientada
sustancialmente en la dirección longitudinal de la superficie de
colada.
21. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende el suministro de dos correas para definir dicha
cavidad de colada.
22. El procedimiento de la reivindicación 13,
que comprende el suministro de aluminio o de una aleación de
aluminio fundido en dicha cavidad de colada como dicho metal
fundido.
23. El procedimiento de la reivindicación 13, el
cual comprende así mismo el suministro de un agente de separación
líquido al menos parcialmente volátil sobre dicha superficie de
colada antes de poner dicha superficie de colada en contacto con
dicho metal fundido.
24. El procedimiento de la reivindicación 23, el
cual comprende así mismo la eliminación, de dicha superficie de
colada, de dicho agente de separación, después de que dicha
superficie de colada sale de dicha cavidad de colada y se separa de
dicho lingote en banda continua.
25. El procedimiento de la reivindicación 13, el
cual comprende así mismo la aplicación de un refrigerante sobre un
lado inverso de dicha correa a medida que pasa a través de dicha
cavidad de colada.
26. Una correa de colada adaptada para su uso en
un fundidor de correa continua, comprendiendo dicha correa de colada
una correa de metal flexible que tiene una superficie de colada
alargada provista de una pluralidad de surcos orientados
sustancialmente en la misma dirección, y en el que dicha pluralidad
de surcos transmite una rugosidad de superficie (R_{a}) a la
superficie de colada, oscilando dicha rugosidad de superficie
(R_{a}) entre 0,46 y 2,0 micrómetros.
27. La correa de colada de la reivindicación 26,
en la que la rugosidad (R_{a}) de la superficie de colada oscila
entre 0,46 y 1,65 micrómetros.
28. La correa de colada de la reivindicación
26, en la que la rugosidad (R_{a}) de la superficie de colada
oscila entre 0,64 y 1,14 micrómetros.
29. La correa de colada de la reivindicación
26, en la que dicha correa está hecha de cobre o de una aleación de
cobre.
30. La correa de colada de la reivindicación 26,
en la que dicha correa está hecha de aluminio o de una aleación de
aluminio.
31. La correa de colada de la reivindicación 26,
en la que dicha correa está hecha de acero.
32. La correa de colada de la reivindicación 26,
en la que los surcos están orientados en una dirección en un ángulo
de 45 grados de la dirección longitudinal de la superficie de
colada.
33. La correa de colada de la reivindicación 26,
en la que los surcos están orientados sustancialmente en la
dirección longitudinal de la superficie de colada.
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