ES2938264T3 - Aparato para el arranque en marcha automática de una línea de fundición continua - Google Patents

Aparato para el arranque en marcha automática de una línea de fundición continua Download PDF

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Giovanni Sardara
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Abstract

Un aparato para el arranque automático de una línea de colada continua, por ejemplo para la producción de tiras de aluminio o zinc, que incluye un recipiente que está conectado a una punta por medio de una compuerta, la punta alimenta una carcasa de colada; el aparato se caracteriza porque incluye un dispositivo láser que mide el nivel del metal dentro del recipiente, un dispositivo de control de nivel, que ajusta la introducción de metal líquido en el recipiente, un actuador de puerta para controlar la puerta para proporcionar una barrera entre el recipiente y la punta, un transductor para la temperatura del metal dentro del recipiente, y un PLC que recibe datos del transductor de temperatura y del dispositivo láser para controlar el dispositivo de control de nivel y el actuador de la puerta, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para el arranque en marcha automática de una línea de fundición continua
La presente invención se refiere a un aparato para el arranque automático de una línea de fundición continua, en particular para la producción de tiras de aluminio o zinc.
Más concretamente, la invención se refiere a un sistema instalado en una fundidora para controlar el flujo de metal con el que se alimenta la punta de la fundidora.
Convencionalmente, el arranque de una máquina de fundición continua es una operación completamente manual efectuada por el operario, la persona a cargo de la línea de fundición, hasta alcanzar las condiciones de producción estándar, que incluyen:
1) nivel de metal;
2) espesor de la tira;
3) velocidad de línea;
4) lubricación de rodillos;
5) temperatura del agua de enfriamiento del rodillo de fundición.
El arranque de la fundición continua (fundidora), así como el control del nivel de metal, es un paso crítico en el funcionamiento del sistema.
De hecho el arranque es en realidad una operación muy delicada que determina la calidad final del producto.
Toda la operación está encomendada a la gestión de la línea por parte del operario, quien, dependiendo de su experiencia, podrá realizar la operación más o menos adecuadamente.
La duración de un arranque es de alrededor de 15-20 minutos y las operaciones a realizar son numerosas y deben realizarse de manera oportuna y secuencial, considerando la duración del evento, que es limitada.
El arranque de una fundición continua para aluminio o zinc consiste en hacer fluir el metal líquido por medio de canales de fundición, pasando a través de un recipiente denominado caja de entrada, la cual tiene una barrera en el extremo para impedir el acceso de metal líquido al interior de la punta mientras se espera que se alcance la temperatura requerida del metal (para el aluminio aproximadamente 735°C y 470°C para el zinc), el metal se transporta a los recipientes de recolección (cucharones).
Una vez alcanzada la temperatura requerida, el operario regula el flujo de metal por medio del control de nivel (actuador), utilizando los controles manuales de cierre/apertura que están presentes en el puesto de control.
En este punto, el operario verifica visualmente que el nivel de metal que está presente en la caja de entrada alcanza el nivel requerido.
Una vez alcanzada la altura de nivel, el operario se dispone a retirar la barrera manual (placa monolítica) dispuesta en el extremo de la caja de entrada, haciendo converger el metal líquido hacia la entrada de la punta; en esta operación, que dura aproximadamente 20-30 segundos, el operario debe prestar la máxima atención a la correcta dosificación de la cantidad de metal, luego debe regular el flujo de manera constante y precisa, asistido por los comandos de los operarios que esperan la tira sólida a la salida de la fundidora (en la parte delantera de los cilindros), hasta que la punta esté completamente llena.
Una vez que los compañeros aguas arriba de la línea, que están esperando la solidificación de la tira, han dado el visto bueno, el operario que está realizando la operación de arranque debe ajustar el nivel mediante un regulador de flujo (actuador) mediante los controles manuales (botón abrir/cerrar).
Durante el paso de ajuste, el operario controla el nivel detectado por el láser que está presente sobre la caja de entrada.
Una vez estabilizado el nivel, el operario activa el control automático de ajuste de nivel de metal pulsando el botón de "nivel automático".
Esta función prevé que el regulador de flujo (actuador) entre en simbiosis con el láser, dando lugar a un ajuste automático, utilizando este último como retroalimentación para el cierre del lazo de ajuste del PID.
Durante la fundición es necesario completar el resto de las operaciones, que son:
- encendido del sistema de pulverización (grafito);
- encendido de la bomba de agua de enfriamiento del cilindro.
Estas dos operaciones son controladas manualmente por el operario.
El sistema de pulverización es fundamental para evitar la adherencia de la tira de aluminio en los cilindros de fundición; el grafito desempeña la función de agente antiadherente y también es fundamental en los primeros minutos de fundición; una cantidad excesiva o insuficiente comprometería la continuación de la fundición.
El encendido de la bomba de agua evita un sobrecalentamiento de la camisa del rodillo de acero, normalmente el agua debe activarse después de alcanzar la temperatura superficial de la camisa, no antes de 200°C para evitar choques térmicos al acero, por lo que el operario debe realizar un control manual, después de verificar la temperatura de la camisa, puede proceder con el enjuague del agua de enfriamiento.
El documento CN101612651 divulga un dispositivo de caja frontal, para la fundición en rollo de una aleación de magnesio, que tiene un control automático del nivel de líquido y capaz de monitorear la tasa de flujo del líquido de magnesio mediante un detector láser de nivel de líquido, de tal modo que el líquido de magnesio que cumple los requisitos del proceso se envía al final a la boquilla de fundición, y se cumplen los requisitos del proceso en la fundición por rodillo de magnesio. El documento CN101612651 no prevé un arranque automático de la línea.
El documento GB2524962 divulga un método y un aparato para llevar a cabo la fundición en tiras, en donde el aparato de fundición continua es un aparato de fundición de doble rodillo que tiene un sistema de ajuste de forma que comprende un dique para determinar la forma de la sección transversal del metal fundido alimentado a un medio de enfriamiento opuesto. El dique es un dique de campo electromagnético de AC proporcionado por un electroimán. El objetivo de la presente invención es mejorar la técnica anterior.
Dentro del alcance de este objetivo, un objeto de la invención es proporcionar un aparato que, en una línea de fundición continua, o fundición, permita realizar los ajustes automáticos apropiados en relación con las condiciones de trabajo requeridas para poner en marcha la línea automáticamente.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato fiable y seguro.
Este objetivo y estos objetos y otros que se harán más evidentes a continuación se logran mediante un aparato para el arranque automático de una línea de fundición continua, como se reivindica en las reivindicaciones adjuntas. Otras características y ventajas se harán más evidentes a partir de la descripción de realizaciones preferidas, pero no exclusivas de la invención, ilustradas a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en donde:
La Figura 1 es una vista lateral del aparato para el arranque automático de una línea de fundición continua, de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es una vista lateral de una línea de fundición continua, para la producción de tiras de aluminio o zinc, provista con el aparato de arranque automático de acuerdo con la presente invención.
Con referencia a las figuras citadas, el aparato de arranque automático de acuerdo con la invención, designado globalmente por el número de referencia 1, se inserta en una línea de fundición continua para la producción de tiras de aluminio o zinc, conocida como fundición, que se muestra esquemáticamente en la Figura 2.
El aparato 1 de acuerdo con la presente invención se instala en la fundidora para controlar el flujo de metal con el que se alimenta la boquilla o punta 2.
La punta 2 distribuye el metal fundido en una carcasa de fundición que está constituida por dos rodillos 3 y 4 de fundición, los cuales son enfriados por agua por medio de un sistema 5 de pulverización, donde el metal fundido es enfriado y solidificado para formar una tira 6.
El metal fundido fluye por un canal 8, hasta llegar a un recipiente 9, denominado caja de entrada, que llega hasta la punta 2.
La tira 6 luego pasa a través de una serie de aparatos que incluyen cizallas 10 y un carrete 11 de bobinado.
De acuerdo con la presente invención, el aparato incluye un dispositivo 12 láser para controlar el nivel del metal dentro del recipiente 9, un dispositivo 7 de control de nivel, que ajusta la introducción del metal líquido en el recipiente 9 y un actuador 13 de puerta para el control de la puerta para proporcionar una barrera entre el recipiente y la boca de la punta.
El aparato también tiene un transductor de temperatura, constituido por un termopar 14, para el control de la temperatura del metal en el recipiente 9, y una unidad de gestión PLC con un panel de operario correspondiente.
El funcionamiento del aparato de control automático de acuerdo con la presente invención es como sigue.
Inicialmente, se hace fluir el metal fundido en el recipiente 9, cuyo extremo está bloqueado por la barrera refractaria, es decir, la puerta, que no es visible en las figuras, conectada al sistema motorizado constituido por el actuador 13 de puerta, hasta alcanzar los parámetros requeridos.
Una vez alcanzada la temperatura de arranque, medida por medio del termopar 14, el sistema de control electrónico envía un comando al dispositivo 7 de control de nivel, el cual alcanza una posición de cierre establecida, a la espera de alcanzar el nivel preestablecido, a través del canal de desagüe, que se calibra en función del espesor de la tira, de los anchos y de las aleaciones.
El nivel del metal, previamente establecido por un punto de ajuste, se confirma además mediante una lectura realizada por el dispositivo 12 láser, que acciona el actuador 13 de la puerta para que la barrera refractaria motorizada se abra gradual y progresivamente, de acuerdo con un perfil de posicionamiento almacenado previamente en una fórmula de trabajo.
Una vez completado el llenado de la punta 2, se ajusta el nivel del metal en el recipiente 9 mediante un sistema automático, con el fin de asegurar un correcto y continuo flujo de metal hacia los rodillos 3 y 4, de fundición, con el fin de evitar una deficiente difusión del metal dentro de la punta 2, evitando la llamada congelación.
Durante todo el paso de arranque, el dispositivo 7 de control de nivel, en comunicación con el dispositivo 12 láser, mantiene el punto de ajuste ingresado previamente, es decir, el nivel óptimo de fundición.
Una vez formada la tira de fundición, el sistema de control automático ajusta otros tres parámetros fundamentales: la velocidad de los rodillos 3 y 4, el agua de refrigeración dispensada por el sistema 5 de pulverización y el agente antiadherente en los cilindros.
En la práctica se ha comprobado que la invención ha logrado el objetivo y los objetos previstos, proporcionando un aparato para el arranque automático de una línea de fundición continua que permite obtener unas ventajas importantes con respecto a los sistemas tradicionales.
El presente aparato asegura un aumento en los arranques realizados exitosamente y una disminución en el desperdicio de consumibles (punta, dique extremo, fibra).
El aparato de acuerdo con la presente invención ofrece además un aumento de la productividad debido al mayor porcentaje de arranques en marcha completadas con éxito.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para el arranque automático de una línea de fundición continua para la producción de tiras de aluminio o zinc, que comprende un recipiente (9) que está conectado a una punta (2) por medio de una puerta, dicha punta (2) alimentando una carcasa (3, 4) de fundición; un dispositivo (12) láser que mide el nivel del metal dentro de dicho recipiente (9), un dispositivo (7) de control de nivel, que ajusta la introducción de metal líquido en dicho recipiente (9); caracterizado porque dicho aparato comprende un actuador (13) de puerta que controla dicha puerta para proporcionar una barrera entre el recipiente (9) y la punta (2); comprendiendo dicha puerta una barrera refractaria; un termopar (14) que es un transductor (14) de la temperatura del metal en el interior de dicho recipiente (9), y una unidad de gestión electrónica; dicha unidad de gestión electrónica recibe datos de dicho transductor (14) de temperatura y desde dicho dispositivo (12) láser con el fin de controlar dicho dispositivo (7) de control de nivel y dicho actuador (13) de puerta, ajustando el nivel de dicho metal en dicho recipiente (9) para asegurar un flujo correcto y continuo de metal hacia dicha carcasa (3, 4) de fundición.
2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha unidad de gestión electrónica comprende un PLC.
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