ES3043233T3

ES3043233T3 - Simple copper tube design for continuous casting process with enhanced rigidity

Info

Publication number: ES3043233T3
Application number: ES16745387T
Authority: ES
Inventors: Nuredin Kapaj
Original assignee: Primetals Technologies USA LLC
Current assignee: Primetals Technologies USA LLC
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2025-11-25
Anticipated expiration: 2036-07-25
Also published as: EP3328575B1; EP3328575A1; EP3328575C0; US20170028462A1; WO2017019586A1

Abstract

Se proporciona un molde para su uso en una máquina de colada continua que incluye una estructura tubular con varias paredes. Cada cara exterior de las paredes presenta espesores reducidos, ubicados centralmente entre las esquinas, para proporcionar rigidez a la estructura tubular y soportar cargas térmicas durante el proceso de colada continua. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Diseño de tubo de cobre simple para proceso de colada continua con rigidez mejorada

[0005] REFERENCIA CRUZADA A LA SOLICITUD RELACIONADA

[0007] Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente de EE. UU. n.° de Serie 14/811,036 depositada el 28 de julio de 2015.

[0009] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0011] La invención se refiere al campo de la colada continua y, en particular, a una estructura de tubo que puede usarse en un proceso de colada continua.

[0013] La colada continua es un proceso que transforma el metal fundido en sólido de manera continua e incluye una variedad de procesos comerciales importantes. Estos procesos son la forma más eficiente de solidificar grandes volúmenes de metal en formas simples para su posterior procesamiento. La mayoría de los metales básicos se producen en masa usando un proceso de colada continua, que incluye más de mil millones de toneladas de acero, 20 millones de toneladas de aluminio y 1 millón de toneladas de cobre, níquel y otros metales en el mundo cada año.

[0015] La colada continua se distingue de otros procesos de solidificación por su naturaleza de estado estacionario, en relación con un observador externo en un marco de referencia de laboratorio. El metal fundido se solidifica contra las paredes del molde mientras se extrae simultáneamente de la parte inferior del molde a una velocidad que mantiene la interfaz, sólido / líquido en una posición constante con el tiempo. El proceso funciona mejor cuando todos sus aspectos operan de esta manera de estado estable.

[0017] Además, la colada continua tiene en general un coste de capital más alto, pero un coste operativo más bajo. Es el procedimiento más rentable y energéticamente eficiente para producir en masa productos metálicos semiacabados con una calidad constante en una variedad de tamaños y formas. Las secciones transversales pueden ser rectangulares, para su posterior laminado en placa o lámina, cuadradas, rectangulares o circulares para productos largos, e incluso formas de "hueso de perro", para su laminado en vigas I o H.

[0019] Muchas veces se usan máquinas verticales para fundir acero para grandes floraciones y aluminio y algunos otros metales para aplicaciones especiales. Las máquinas curvas se usan para la mayoría de la colada de acero y requieren doblar y / o desdoblar el torón de solidificación. La colada horizontal presenta una instalación más compacta y se usa ocasionalmente tanto para aleaciones no ferrosas como para acero. Finalmente, la colada de banda delgada se usa para la producción de acero y otros metales en mercados de baja producción con el fin de minimizar la cantidad de laminación requerida.

[0021] Muchos procesos de colada para productos largos (tochos/semibloques) usan tubos de cobre convencionales. Estos tubos de cobre podrían sufrir: deformación permanente (deformación plástica), desgaste en la parte inferior y grietas en el área del menisco. La invención proporciona una solución para abordar estos problemas.

[0023] El documento JP S58-151943 A describe un molde tubular para colada continua que mejora la resistencia mecánica, disminuye la deformación y tiene una larga vida útil, al formar las partes de esquina del cuerpo de molde tubular con un espesor de pared mayor que las partes periféricas. Las caras internas del cuerpo del molde definen un rectángulo. Debido al mayor espesor del cuerpo del molde en las partes de las esquinas, las caras externas pueden considerarse cóncavas.

[0025] El documento CN 2288799 Y describe un molde para la colada continua de tochos cuadrados pequeños. Las cuatro caras externas del cuerpo del molde son cóncavas con espesores reducidos centralmente entre las esquinas.

[0027] El documento WO 2004/043628 A1 describe un molde para la colada continua de tochos poligonales, semibloques y otras secciones preliminares. En una realización, las caras internas del cuerpo del molde definen un rectángulo y las caras externas son cóncavas.

[0029] Los documentos WO 03/092930 A2 y WO 2011/02483 A1 describen moldes para colada continua. Las caras internas de los cuerpos del molde pueden definir un rectángulo. Debido al mayor espesor del cuerpo del molde en las partes de las esquinas, las caras externas pueden considerarse cóncavas.

[0031] RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0033] Según la invención, se proporciona un molde para su uso en una máquina de colada continua. El molde incluye una estructura cuadrilátera tubular que tiene cuatro paredes unidas en cuatro esquinas. Cada una de las paredes tiene caras internas y externas configuradas para proporcionar a las paredes espesores reducidos ubicados centralmente entre las esquinas para proporcionar rigidez a la estructura tubular para manejar cargas térmicas durante un proceso de colada continua. Las caras internas del molde definen un rectángulo; las caras externas son cóncavas. La cara externa cóncava de las paredes está definida por un solo arco que tiene un radio definido R.

[0035] La invención se caracteriza porque la configuración cóncava se aplica en una región selectiva en la longitud del molde, la región selectiva solo incluye un área de menisco del molde.

[0037] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0039] La FIG. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una realización de un molde de colada tubular usado en un proceso de colada continua;

[0040] la FIG. 2 es un diagrama esquemático que ilustra una realización del molde de colada tubular que tiene una cara externa conformada en una configuración cóncava usando un arco;

[0041] la FIG. 3 es un diagrama esquemático que ilustra una realización del molde de colada tubular que tiene una cara externa conformada en una configuración cóncava usando un sector de elipse;

[0042] la FIG. 4 es un diagrama esquemático que ilustra una realización del molde de colada tubular que tiene una cara externa conformada en una configuración cóncava usando un sector hexagonal u octogonal;

[0043] la FIG. 5 es un diagrama esquemático que ilustra una realización del molde de colada tubular que tiene placas individuales; y

[0044] las FIGs. 6A-6b son diagramas esquemáticos que ilustran la vista lateral y en sección transversal de una realización del molde de colada tubular donde la configuración cóncava se aplica en una región particular de la longitud del molde.

[0046] DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

[0048] La invención proporciona un diseño novedoso para un molde de colada tubular usado en un proceso de colada continua. El molde de colada tubular incluye externamente en cada lado una configuración cóncava que está conformada por arco o por otras formas geométricas. Cada lado de la estructura tubular actúa como una configuración de puente o túnel muy rígida que soporta altas cargas térmicas sin deformaciones permanentes.

[0050] La FIG. 1 muestra una realización de un molde 2 de colada tubular usado en un proceso de colada continua. El molde de colada tubular está hecho de cobre o materiales similares e incluye 4 paredes unidas en cuatro esquinas 6. Obsérvese que la estructura tubular puede ser un cuadrilátero tubular en otras realizaciones de la invención. Cada una de las paredes 4 tiene una cara interna 8 y una cara externa 10 configuradas para proporcionar a las paredes 4 un espesor reducido 12 situado centralmente entre las esquinas 6. Las caras externas tienen una configuración cóncava, mientras que las esquinas 6 tienen espesores reducidos definidos ubicados centralmente entre las esquinas 6 de las paredes 4. La extensión 14 de la forma cóncava se selecciona para proporcionar una rigidez óptima al molde 2 de colada tubular para manejar las cargas térmicas durante la colada. Las caras internas 8 pueden incluir cualquier forma definida, tal como un rectangular, cuadrado o paralelogramo.

[0052] El molde de colada tubular puede estar compuesto de cobre u otros materiales similares. Las caras externas 10 más delgadas son posibles debido a la configuración cóncava rígida. Las caras externas 10 más delgadas son más delgadas con respecto a las esquinas 6. De esta manera, la temperatura de una cara externa 10 disminuye considerablemente, reduciendo como consecuencia la deformación permanente, el desgaste y la sensibilidad al agrietamiento del tubo, por ejemplo.

[0054] En otras realizaciones de la invención, la configuración cóncava puede formarse usando otras formas geométricas.

[0055] La FIG. 2 muestra una realización del molde 18 de colada tubular usado en un proceso de colada continua que tiene una cara externa 20 conformada en una configuración cóncava usando un arco. El arco incluye un único radio R. La FIG. 3 es una realización del molde 24 de colada tubular usado en un proceso de colada continua que tiene una cara externa 26 conformada en una configuración cóncava usando un sector elíptico 28. La FIG. 4 es una realización del molde 30 de colada tubular usado en un proceso de colada continua que tiene una cara externa 32 conformada en una configuración cóncava usando parte de un hexágono o un octágono.

[0057] La FIG. 5 es un diagrama esquemático que ilustra una realización del molde de colada tubular que tiene placas individuales. Las placas 40-46 se acoplan entre sí para formar estructuras de pared. Las placas tienen ambas caras interna 48 y externa 50 y forman una configuración cóncava como se describe en esta invención en sus caras externas 50. Las placas pueden incluir materiales tales como cobre o aleación de cobre, metales o similares. Las placas podrían conectarse a través de pernos en las esquinas o procedimientos similares o a través de un manguito de acero externo que mantenga las placas unidas entre sí.

[0059] Las FIGs. 6A-6B son diagramas esquemáticos que ilustran la vista lateral y en sección transversal de una realización del molde 56 de colada tubular donde la configuración cóncava se aplica en una región particular de la longitud del molde. En este caso, el molde incluye una configuración cóncava en una región 58 de la longitud del molde 56 que incluye su área de menisco 60 donde la carga térmica es máxima. T ener en cuenta que la configuración cóncava solo es aplicable para el área de menisco 60, mientras que el resto del molde 56 tendrá un diseño convencional.

[0060] Tener en cuenta que la invención puede diseñarse usando la extrusión de cobre o el proceso de fabricación de hidroconformado, así como otras técnicas usadas en la técnica para formar moldes de colada.

[0061] El diseño del molde de colada tubular inventivo descrito en esta invención pretende proporcionar una apariencia similar a un molde de colada tubular convencional, pero la rigidez mejorada y las bajas temperaturas son las características fundamentales clave que distinguen al molde de colada tubular inventivo. Los costes de fabricación del diseño inventivo son bajos en comparación con un tubo convencional porque no hay necesidad de ninguna operación adicional de mecanizado durante el proceso de fabricación. Según una técnica, la fabricación del diseño inventivo puede lograrse a través de extrusión de cobre o hidroconformado.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un molde (2, 18, 24, 30, 56) para su uso en una máquina de colada continua, dicho molde (2, 18, 24, 30, 56) comprendiendo:

una estructura tubular que incluye una pluralidad de estructuras de pared, donde cada una de las caras externas de las estructuras de pared está configurada para tener espesores reducidos ubicados centralmente entre las esquinas de las estructuras de pared para proporcionar rigidez a la estructura tubular para manejar cargas térmicas durante un proceso de colada continua,

donde las caras internas (8, 48) definen un rectángulo, y

donde las caras externas (10, 20, 26, 32, 50) están definidas por una configuración cóncava, donde la configuración cóncava (10, 20, 26, 32, 50) está definida por un solo arco que tiene un radio R definido,

caracterizado porquela configuración cóncava se aplica en una región selectiva (58) en la longitud del molde (2, 18, 24, 30, 56), donde la región selectiva (58) solo incluye un área de menisco (60) del molde.

2. El molde (2, 18, 24, 30, 56) según la reivindicación 1, donde la estructura tubular comprende cobre.

3. El molde (2, 18, 24, 30, 56) según la reivindicación 1, donde las estructuras de pared comprenden estructuras de placa (40-46).

4. El molde (2, 18, 24, 30, 56) según la reivindicación 1, donde la estructura tubular se forma a través de extrusión de cobre o hidroconformado.

5. Un procedimiento para producir un molde (2, 18, 24, 30, 56) según una de las reivindicaciones mencionadas anteriormente, donde la estructura tubular del molde (2, 18, 24, 30, 56) se forma a través de extrusión de cobre o hidroconformado.