ES2205584T3 - Dispositivo y procedimiento para fabricar un fleje de acero delgado. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para fabricar un fleje de acero delgado.Info
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Abstract
Un dispositivo para producir un fleje de acero delgado, que comprende al menos una o más máquinas de colada continua (1) para colar palanquillas de acero de un grosor de menos de 120 mm, un dispositivo de horno (7) que es adecuado para calentar y/o homogeneizar una palanquilla, y al menos un dispositivo de laminación (10) para reducir el grosor de una palanquilla que es transportada fuera del dispositivo de horno (7), en el que hay dispuesta una máquina de soldar (7, 3) entre la máquina de colada continua (1) o las máquinas de colada continua y el dispositivo de laminación (10) para fundir caras extremas estrechas de las palanquillas y unir luego, juntándolas, las palanquillas sucesivas, siendo la máquina de soldar (7, 3) desplazable a lo largo de una longitud de soldadura en la dirección de paso normal de las palanquillas a través del dispositivo hacia el dispositivo de laminación (10), y comprendiendo el dispositivo de horno (7) una primera zona y una segunda zona las cuales, vistas en ladirección de paso normal, están situadas una detrás de la otra, y estando dispuesta la máquina de soldar entre las zonas primera y segunda, y en el que la primera zona está provista de una primera sección de calentamiento y de una sección de calentamiento durante el paso situada aguas abajo de la primera sección de calentamiento.
Description
Dispositivo y procedimiento para fabricar un
fleje de acero delgado.
Este invento se refiere a un dispositivo para
producir un fleje de acero delgado, que comprende al menos una o más
máquinas de colada continua para colar palanquillas de acero
delgadas, un dispositivo de horno que es adecuado para calentar y/o
homogeneizar una palanquilla, y al menos un dispositivo de
laminación para reducir el grosor de una palanquilla que es
transportada fuera del dispositivo de horno.
El invento se refiere también a un proceso para
producir fleje de acero, en el cual se cuela acero líquido en al
menos una máquina de colada continua para formar una palanquilla y,
utilizando el calor de la colada, se conduce a través de un
dispositivo de horno y, en un dispositivo de laminación se lamina
para formar el fleje de un grosor final deseado.
Un dispositivo de esta naturaleza se ha descrito
en la solicitud WO-A-97/46332.
Mediante esta referencia, se considera que el contenido de esa
solicitud queda incorporado a la presente solicitud. En la citada
solicitud se propone, entre otras cosas, usar un dispositivo de esta
naturaleza para un proceso de laminación sin fin. En la citada
solicitud, se entiende que proceso de laminación sin fin significa
un proceso de laminación en el cual se acoplan juntas palanquillas,
o bien, después del paso a través de un dispositivo de laminación
previo, flejes, de modo que se pueda llevar a cabo un proceso de
laminación sin fin en un tren de acabado.
En el pasado, se ha propuesto acoplar juntas
palanquillas proporcionando para ello una forma al extremo de una
palanquilla que sea tal que pueda ser acoplada al borde frontal de
una palanquilla siguiente, la cual está también provista de una
forma adecuada, frecuentemente complementaria. Los dispositivos que
se requieren para hacer esto son sumamente complicados y ocupan
cantidades considerables de espacio. Además, las palanquillas que
han de ser acopladas juntas quedan expuestas a la atmósfera durante
un espacio de tiempo considerable, con el resultado de que las
palanquillas se enfrían y se forma una capa de óxido sobre las
palanquillas.
Un proceso de laminación sin fin, en particular
cuando se aplica a palanquillas coladas delgadas, es decir, a
palanquillas de un grosor de 100 mm o menos, preferiblemente de 80
mm o menos, proporciona la posibilidad de conseguir un nivel muy
alto de homogeneidad de la temperatura durante la laminación. Esta
ventaja se ve contrarrestada en considerable medida por un método de
acoplamiento complicado, como se ha descrito en lo que antecede.
El objeto del invento es proporcionar un
dispositivo que haga posible acoplar juntas palanquillas coladas
delgadas que, opcionalmente, hayan sido reducidas previamente, con
rapidez y facilidad. Este objeto se consigue por medio de un
dispositivo que se caracteriza porque hay dispuesta una máquina de
soldar entre la máquina de colada continua, o las máquinas de colada
continua, y el dispositivo de laminación, para fundir las caras
extremas estrechas de las palanquillas y unir luego juntas
palanquillas sucesivas, siendo desplazable la máquina de soldar a lo
largo de una longitud de soldadura en la dirección de paso normal de
las palanquillas a través del dispositivo, hacia el dispositivo de
laminación, y comprendiendo el dispositivo de horno una primera zona
y una segunda zona, las cuales, vistas en la dirección de paso
normal, están situadas una detrás de la otra, y estando la máquina
de soldar dispuesta entre las zonas primera y segunda y en el que la
primera zona está provista de una primera sección de calentamiento y
de una primera sección de calentamiento durante el paso situada
aguas debajo de la primera sección de calentamiento.
Con una máquina de soldar, es posible unir
rápidamente entre sí las caras extremas, que sean rectas o que
tengan alguna otra forma sencilla, de dos palanquillas que hayan de
ser acopladas la una a la otra. Una máquina de soldar no ocupa mucho
espacio, de modo que las palanquillas que hayan de ser unidas juntas
quedan expuestas a la atmósfera tan solo durante un breve espacio de
tiempo, y por lo tanto solamente emiten calor al ambiente durante un
breve espacio de tiempo. Por consiguiente, el uso de una máquina de
soldar contribuye también a reducir la cantidad de óxido que se
forma en la superficie de las palanquillas que se sueldan
juntas.
A fin de evitar almacenamientos provisionales,
por ejemplo, en forma de una caja de bobina, la máquina de soldar es
desplazable a lo largo de una longitud de soldadura en la dirección
de paso normal de las palanquillas a través del dispositivo, hacia
el dispositivo de laminación. Permitiendo que la máquina de soldar
se mueva al mismo tiempo con las palanquillas que hayan de ser
soldadas juntas, la palanquilla, haya sido, o no reducida de tamaño,
y el fleje, pueden discurrir a la misma velocidad a través del
dispositivo a través del dispositivo, teniendo en cuenta la
reducción del grosor.
Las palanquillas que hayan de ser soldadas juntas
son movidas llevándolas a una posición deseada cada una con respecto
a la otra, usando medios de colocación en posición, tras lo cual se
sueldan juntas las palanquillas por medio de la máquina de soldar,
debido a que los medios de colocación en posición y la máquina de
soldar movible no pueden ser totalmente acomodados en un horno, y es
inevitable que durante la soldadura las palanquillas que hayan de
ser soldadas juntas se enfríen en el área de la soldadura. Con el
fin de producir la deseada homogeneidad de la temperatura de las
palanquillas, el dispositivo de acuerdo con el invento se
caracteriza además porque el dispositivo de horno comprende una
primera zona y una segunda zona las cuales, como se ven en la
dirección de paso normal, están situadas una detrás de la otra, y la
máquina de soldar está dispuesta entre las zonas primera y segunda.
El dispositivo de horno tiene, preferiblemente, medios para
transportar las palanquillas a una velocidad acelerada, con objeto
de poder vaciar rápidamente el dispositivo de horno a continuación
de una interrupción del proceso, planeada o no, y antes de que tenga
lugar otra interrupción.
A fin de conseguir también en el dispositivo de
horno una homogeneización de la temperatura rápida y satisfactoria,
el dispositivo de horno está provisto de una primera sección de
calentamiento y de una primera sección de calentamiento durante el
paso, situada aguas debajo de la primera sección de calentamiento,
en el lado de entrada del dispositivo de horno, tal como se ve en la
dirección de paso normal de las palanquillas.
En la publicación de patente Europea EP 0 845
308, que representa el estado del arte según el Artículo
54(3) de la EPC, se describe un tren de laminación en
caliente para productos planos con al menos dos unidades de colada
continua, en el que cada una de las unidades de colada continua van
seguidas de una cizalla cada una y de un horno de túnel con carro de
transferencia cada una, un tren de endurecimiento común, un tren de
acabado, un dispositivo para enfriar, y al menos un dispositivo para
enrollar. Entre el horno de túnel y el tres de endurecimiento hay
dispuesto un dispositivo de conexión para conectar las palanquillas
coladas continuamente que han sido cortadas con los pesos de bobina
deseados.
Otra realización del dispositivo de acuerdo con
el invento se caracteriza porque la máquina de soldar es desplazable
en la dirección de paso normal de las palanquillas a través del
dispositivo hacia el dispositivo de laminación a una velocidad
comprendida entre 4 y 20 m/min, y preferiblemente a una velocidad
comprendida entre 10 y 17 m/min. En un proceso de laminación sin
fin, la velocidad a la cual entra la palanquilla en el dispositivo
de laminación está comprendida, dependiendo del grosor del fleje
final que haya de ser conseguido, y de si ese grosor final se
alcanza en el campo austenítico, ferrítico o mixto de
austenítico-ferrítico, en el margen entre 4 y 20
m/min, y más preferiblemente en el margen entre 10 y 17 m/min. Para
que el proceso funcione eficazmente, la velocidad a la cual se
desplaza la máquina de soldar es preferiblemente igual a la
velocidad, teniendo en cuenta reducción del grosor si procede, a la
cual se introduce la palanquilla en el dispositivo de
laminación.
Otra realización se caracteriza porque la máquina
de soldar es una máquina de soldar por inducción. Esto evita la
necesidad de introducir en la soldadura un material de soldar de una
composición química diferente a la composición química de las
palanquillas que hayan de ser soldadas juntas. Esto es de particular
importancia para las calidades de acero de baja aleación, y en
particular para las calidades de acero de IF. Además, la salida de
una máquina de soldar por inducción es fácil de controlar.
La transferencia de calor desde las palanquillas
que hayan de ser soldadas juntas a la atmósfera, está limitada
además por una realización del dispositivo de acuerdo con el invento
que se caracteriza porque la máquina de soldar está provista de
medios para limitar la transferencia de calor desde las palanquillas
al ambiente.
Se ha visto que, usando los grosores de las
palanquillas y las velocidades que se emplean en la práctica, se
puede hacer funcionar con éxito el proceso, incluso usando máquinas
de colada continua de múltiples caminos de paso del laminador, con
un dispositivo de horno que se caracteriza porque la longitud total
del dispositivo de horno está comprendida entre 250 y 330 m.
Se ha visto que se puede obtener una buena
soldadura, con poco enfriamiento de las palanquillas, en una
realización del dispositivo de acuerdo de acuerdo con el invento que
se caracteriza porque la primera zona y la segunda zona están
situadas a una distancia entre sí que, medida en la dirección de
paso normal, es de 4 - 25 m, y preferiblemente de 5 - 17 m. A fin de
hacer que las palanquillas que se han enfriado durante la soldadura
vuelvan a tomar la temperatura correcta, se sitúa una segunda zona
aguas debajo de la máquina de soldar, tal como se ve en la dirección
de paso normal, cuya segunda zona, de acuerdo con el invento, se
caracteriza porque tiene una longitud comprendida entre 25 y 100 m.
Se ha visto que, dependiendo del régimen al que se pueda llevar a
cabo la soldadura, y de la longitud de la soldadura, se puede
conseguir una homogeneización suficiente de la temperatura con tal
longitud.
En la segunda zona, la palanquilla soldada ha de
alcanzar una temperatura homogéneamente, lo que se desea para el
subsiguiente proceso de laminación. Se ha visto que se consigue un
buen nivel de homogeneidad dentro del tiempo disponible y en la
longitud de la segunda zona, en una realización del dispositivo de
acuerdo con el invento, que se caracteriza porque la segunda zona
comprende una sección de recalentamiento y una sección de
calentamiento durante el paso. A fin de reducir al mínimo el
enfriamiento durante el proceso de soldadura, en el cual las
palanquillas que hayan de ser soldadas juntas son expuestas al
ambiente, es preferible disponer en el dispositivo medios para
limitar la transferencia de calor desde las palanquillas al
ambiente, entre la primera zona y la segunda zona.
Las máquinas de colada continua actuales que se
usan en la práctica para colar palanquillas delgadas tienen una
velocidad de colada de aproximadamente 6 m/min para un grosor de la
palanquilla comprendido entre 50 y 100 mm. Para un proceso de
laminación sin fin, es deseable que la velocidad a la cual entre la
palanquilla en el dispositivo de laminación esté comprendida en el
margen entre aproximadamente 10 y aproximadamente 20 m/min, y
preferiblemente en el margen entre 12 y 16 m/min. Con objeto de
salvar la discrepancia entre la velocidad de colada y la velocidad
de entrada deseada, se propone usar una máquina de colar de
múltiples caminos de paso del laminador, o bien una pluralidad de
máquinas de colar próximas unas a otras. En este caso, es preferible
que el dispositivo esté provisto de un segundo dispositivo de horno
para acomodar una palanquilla. En este caso, hay un dispositivo de
horno dedicado disponible para cada máquina de colar, o bien para
cada camino de paso del laminador, y no hay necesidad de incluir en
un horno complicados medios de transportador transversal o
longitudinal para las palanquillas.
Actualmente hay en uso instalaciones en las
cuales surge la antes mencionada diferencia de velocidad entre la
velocidad de colada y la velocidad de entrada en el dispositivo de
laminación. Esta diferencia de velocidad puede también surgir en
nuevas instalaciones, o bien en instalaciones que sean de nueva
construcción, por ejemplo en los casos en los que, por cualquier
razón, se use inicialmente una sola máquina de colada o una máquina
de colada de un solo camino de paso del laminador. En el caso de que
se instale subsiguientemente una nueva máquina de colada continua o
de que se añada un segundo camino de paso del laminador, es
preferible que al menos uno del dispositivo de horno y el segundo
dispositivo de horno esté provisto de medios de transportador para
transportar una palanquilla desde el segundo dispositivo de horno al
dispositivo de horno.
En este caso, se puede retener la instalación
existente y situar un segundo dispositivo de horno en línea con la
nueva máquina de colada continua o con el segundo camino de paso del
laminador. Se pueden usar los medios de transportador para
transportar las palanquillas desde el segundo dispositivo de horno
al dispositivo de horno, después de lo cual se pueden acoplar las
mismas juntas en la máquina de soldar.
En relación con el limitado espacio requerido, lo
que es de particular importancia en una máquina de colar de
múltiples caminos de paso del laminador, es preferible que los
medios de transportador comprendan un denominado transbordador
paralelo. Una alternativa es la de un transbordador giratorio, en el
cual se coloca sobre el transbordador giratorio una sección de
palanquilla procedente del segundo dispositivo de horno, cuyo lado
trasero se gira después en la dirección del dispositivo de horno. El
lado delantero del transbordador giratorio desde el dispositivo de
horno gira hacia el transbordador giratorio mencionado en primer
lugar, después de lo cual se puede colocar la sección de palanquilla
de un transbordador giratorio contra el otro transbordador
giratorio. Los transbordadores giratorios giran después volviendo a
sus posiciones originales. Las ventajas son las de unas conexiones
simples con los medios. Un inconveniente es el de la mayor cantidad
de espacio que se requiere, si se compara con la que se precisa para
un transbordador paralelo.
Se ha visto que se consigue una homogeneización
de la temperatura rápida y satisfactoria en una realización del
segundo dispositivo de horno, que se caracteriza porque el segundo
dispositivo de horno está provisto de una segunda sección de
calentamiento y de una segunda sección de calentamiento durante el
paso, situada aguas debajo de la segunda sección de calentamiento,
tal como se ve en la dirección de paso normal de las
palanquillas.
En relación con la obtención de flexibilidad en
el funcionamiento del dispositivo de horno, entre otros en el caso
de una interrupción, planeada o casual, o después de ésta, es
preferible que el dispositivo de horno esté provisto en su extremo,
tal como se ve en la dirección de paso normal, de otra sección de
calentamiento durante el paso que esté dispuesta aguas debajo de los
medios de transportador, si están presentes, y aguas arriba de la
máquina de soldar.
El invento se realiza también mediante un proceso
para producir un fleje de acero, en el cual se cuela acero líquido
en al menos una máquina de colada continua para formar una
palanquilla y, utilizando el calor de la colada, se transporta a
través de un dispositivo de horno y, en un dispositivo de
laminación, se lamina para formar el fleje de un grosor final
deseado. Este proceso se ha descrito también en la solicitud
PCT/NL97/00325. En esta solicitud se describe un proceso sin fin
para producir un fleje de acero que ha sido laminado en el margen
austenítico, o en el ferrítico, o bien en el mixto de
austenítico-ferrítico. El proceso descrito
proporciona gran número de ventajas. Una ventaja en cuanto a la
capacidad para llevar a cabo el proceso es la de que se pueden
acoplar juntas palanquillas individuales. El objeto del invento es
proporcionar un proceso para acoplar palanquillas de tal manera que
se pueda llevar a cabo el proceso descrito ventajosamente. Este
objeto se consigue por medio de un proceso para acoplar juntas
palanquillas, en el que esas palanquillas, que han sido ya
previamente reducidas opcionalmente, son unidas juntas por medios de
soldar, y las palanquillas que han sido soldadas juntas se laminan
en un proceso sin fin en el dispositivo de laminación. El
acoplamiento de las palanquillas por medio de la soldadura
proporciona la ventaja de que se pueden unir las palanquillas
rápidamente entre sí, sin la formación de faltas de homogeneidad en
la composición química de la palanquilla de acero obtenida.
En general, será necesario llevar a cabo la
soldadura en palanquillas calientes que estén temporalmente fuera
del dispositivo de horno. Por consiguiente, las palanquillas se
enfriarán inevitablemente durante la soldadura, en el lugar de la
soldadura que haya de ser formada. A fin de evitar que se produzcan
faltas de homogeneidad en la temperatura en el proceso de laminación
sin fin, otra realización del proceso de acuerdo con el invento se
caracteriza porque las palanquillas, después de haber sido soldadas
juntas, son homogeneizadas en cuanto a su temperatura, al menos en
el lugar de la unión soldada.
En el caso de un proceso de laminación sin fin,
es deseable que el acero entre en el dispositivo de laminación a una
velocidad relativamente alta. Las máquinas de colada continua
actuales son incapaces de conseguir una velocidad de la colada que
se corresponda con la deseada velocidad de entrada, si se tiene en
cuenta la reducción del grosor si procede. Por lo tanto, se da
preferencia a un proceso de acuerdo con el invento que se
caracteriza porque las palanquillas procedentes de dos máquinas de
colada continua son soldadas juntas. Con la ayuda de dos o más
máquinas de colada continua, es posible conseguir un flujo de
material de palanquilla que sea lo suficientemente grande como para
poder conseguir la velocidad de entrada deseada en el dispositivo de
laminación.
Una alternativa que ocupa menos espacio y que es
de más fácil realización, en particular en el caso de nuevas
instalaciones, se caracteriza porque se sueldan juntas palanquillas
procedentes de una máquina de colada continua de múltiples caminos
de paso del laminador.
\newpage
En el caso de que se usen una pluralidad de
máquinas de colada continua o una máquina de colada continua de
múltiples caminos de paso del laminador, es ventajoso usar
simultáneamente una pluralidad de dispositivos de horno, y soldar
juntas las palanquillas procedentes de los dispositivos de horno
usando la máquina de soldar. En este caso, hay disponible un
dispositivo de horno dedicado para cada camino de paso del
laminador. Las palanquillas procedentes de los dispositivos de horno
pueden ser situadas juntas, opcionalmente en uno de los hornos, y
ser luego acopladas entre sí por medio de soldadura.
Cuando se lleva a cabo un proceso de laminación
sin fin, se acoplan juntas gran número de instalaciones por medio de
la palanquilla de acero o el fleje de acero. Una interrupción en una
de las partes de la instalación significa que se ha de parar todo el
dispositivo, o bien una gran parte del dispositivo. Esta
interrupción puede ser no planeada, o planeada por ejemplo a fin de
cambiar rodillos. Con objeto de poder hacer frente a las
interrupciones de cualquiera que sea el tipo, otro diseño del
proceso de acuerdo con el invento se caracteriza porque se usa el
dispositivo de horno como un espacio de almacén temporal para el
almacenamiento temporal de palanquillas en caso de interrupción de
una de las partes de la instalación para procesar las palanquillas
que han sido soldadas juntas. El dispositivo de horno puede actuar
como un almacén temporal tanto para interrupciones en partes que
estén situadas aguas arriba como para interrupciones en partes que
estén situadas aguas abajo. Cuanto más largo sea el dispositivo de
horno, tanto mayor será la capacidad del almacén temporal.
En lo que sigue se explica el invento con
referencia en los dibujos, en los cuales se ilustra una realización
no limitadora del invento.
En los dibujos:
La Fig. 1 es una representación en una vista
lateral esquemática de un dispositivo en el cual se puede usar el
invento;
La Fig. 2 es una representación de un gráfico que
ilustra el perfil de la temperatura en el acero, en función de la
posición en el dispositivo;
La Fig. 3 es una representación de un gráfico
que ilustra el perfil del grosor del acero, en función de la
posición en el dispositivo;
La Fig. 4 es una representación de una
realización más detallada del dispositivo de horno con la máquina de
soldar;
La Fig. 5 es una representación de una
realización más detallada de un dispositivo con una pluralidad de
dispositivos de horno que se usan simultáneamente para una
pluralidad de caminos de paso del laminador;
La Fig. 6 es una representación del perfil de la
temperatura y de la diferencia de temperatura para varios puntos de
la palanquilla y del horno, en función del tiempo.
En la Fig. 1, el número de referencia 1 indica
una máquina de colada continua para colar palanquillas delgadas. En
esta descripción que sirve de introducción, se ha de entender que
con esa designación se quiere significar una máquina de colada
continua para colar palanquillas delgadas de acero, de un grosor de
menos de 150 mm, preferiblemente de menos de 100 mm, y más
preferiblemente de menos de 80 mm. La máquina de colada continua
puede comprender uno o más caminos de paso del laminador. Es también
posible situar una pluralidad de máquinas de colada continua
próximas una a otra. Estas realizaciones quedan dentro del alcance
del invento. El número de referencia 2 indica una cuchara de colada
desde la cual se alimenta el acero líquido que se ha de colar a una
artesa 3. Debajo de la artesa 3, hay un molde de colar 4, dentro del
cual se cuela el acero líquido y se solidifica, al menos
parcialmente. La máquina de colada continua normal tiene una
velocidad de colada de aproximadamente 6 m/min. Se introduce la
palanquilla delgada solidificada en un dispositivo de horno, por
ejemplo en forma de un horno de túnel 7, que tenga una longitud
total de, por ejemplo, aproximadamente 300 m. El diseño del horno de
túnel se describirá en lo que sigue. Usando el dispositivo de
cizallar 6, se puede cortar la palanquilla por su extremo de cabeza
y por su extremo de cola, y se puede cortar una palanquilla en
secciones que sean manejables en relación con el diseño del
dispositivo de horno o de los dispositivos de horno y con el
funcionamiento de los mismos. La velocidad a la que entra la
palanquilla en el horno se corresponde con la velocidad de colada, y
es por lo tanto de aproximadamente 0,1 m/s. Aguas abajo del horno 7
hay un dispositivo 9 para quitar el óxido, para hacer saltar el
óxido que se haya formado sobre la superficie de la palanquilla. El
dispositivo de laminación 10, que cumple la función del dispositivo
de laminación previo, comprende dos cajas doble dúo. Si se desea, se
puede incluir un dispositivo de cizallar 8 para situaciones de
emergencia.
En la Fig. 2 puede verse que la temperatura de la
palanquilla de acero, que es de aproximadamente 1450ºC al salir de
la artesa, cae en la caja de laminación a un nivel de
aproximadamente 1150ºC, y la palanquilla se homogeneiza en el
dispositivo de horno a esa temperatura. El rociado intensivo con
agua en el dispositivo 9 para quitar el óxido hace que la
temperatura de la palanquilla caiga desde aproximadamente 1150ºC
hasta aproximadamente 1050ºC. Esto es de aplicación para la
laminación tanto en el campo austenítico como en el campo ferrítico,
a y f, respectivamente. En las dos cajas del tren de laminación del
dispositivo de laminación previo 10, la temperatura de la
palanquilla cae, con cada incremento de laminador, en otros
aproximadamente 50ºC, de modo que la palanquilla, cuyo grosor era
originalmente de aproximadamente 70 mm y que se había formado en dos
pasos, con un grosor provisional de 42 mm, en un fleje de acero de
un grosor de aproximadamente 16,8 mm, está a una temperatura de
aproximadamente 950ºC. En la Fig. 3 se ha representado el perfil del
grosor en función de la posición. Los números indican el grosor en
mm. Aguas abajo del dispositivo de laminación previo 10, hay
acomodados un dispositivo de enfriar 11, un juego de cajas de bobina
12 y, si se desea, un dispositivo de horno adicional (no
representado). Durante la producción de un fleje laminado
austeníticamente, el fleje que sale del dispositivo de laminación 10
puede ser almacenado temporalmente y homogeneizado en las cajas de
bobina 12, y si se requiere un aumento adicional de la temperatura,
se puede calentar en el dispositivo de calentar (no representado)
que está situado aguas debajo de la caja de bobina. Para quien sea
experto en la técnica será evidente que el dispositivo de enfriar
11, las cajas de bobina 12, y el dispositivo de horno que no se ha
representado, pueden estar en diferentes posiciones cada uno con
respecto a los otros, en relación con las antes mencionadas. Como
resultado de la disminución del grosor, el fleje laminado entra en
las cajas de bobina a una velocidad de aproximadamente 0,6 m/s.
Puede haber situada una segunda instalación 13 para quitar el óxido
aguas abajo del dispositivo para enfriar 11, de las cajas de bobina
12, o del dispositivo de horno (no representado), con el fin de
quitar de nuevo una capa de óxido que pueda haberse formado en la
superficie del fleje laminado. Si se desea, se puede incluir otro
dispositivo de cizallar, de modo que se corte un fleje por la cabeza
y por la cola. Después se introduce el fleje un tren de laminación
que puede adoptar la forma de seis cajas de tren de laminación de
doble dúo que estén situadas una detrás de otra.
Cuando se produce un fleje austenítico, es
posible conseguir el grosor final deseado comprendido entre, por
ejemplo, 1,0 y 0,6 mm, usando solamente cinco cajas de tren de
laminación. El grosor que se consigue mediante cada caja del tren de
laminación se ha indicado, para un grosor de la palanquilla de 70
mm, en la fila superior de cifras de la Fig. 3. Después de salir del
tren de laminación 14, el fleje, que está entonces a una temperatura
final de aproximadamente 900ºC y que tiene un grosor de 0,6 mm, es
enfriado intensivamente por medio de un dispositivo de enfriar 15, y
es enrollado en un dispositivo de enrollar 16. La velocidad a la
cual entra el mismo en el dispositivo de enrollar es de
aproximadamente 13 - 25 m/s.
Si se ha de producir un fleje de acero laminado
ferríticamente, se enfría intensivamente el fleje de acero que
emerge del dispositivo de laminación previo 10, por medio del
dispositivo de enfriar 11. Este dispositivo de enfriar puede también
estar incorporado entre cajas de laminación del dispositivo de
laminación final. Es también posible emplear enfriamiento natural,
opcionalmente, entre las cajas de laminación. Después, el fleje
salva las cajas de bobina 12 y, si se desea, el dispositivo de horno
(no representado), y luego se quita el óxido en la instalación 13
para quitar el óxido. El fleje, que para entonces está en el campo
ferrítico, está además a una temperatura de aproximadamente 750ºC.
Como se ha dicho en lo que antecede, otra parte del material puede
ser todavía austenítica, pero dependiendo del contenido de carbono y
de la calidad final deseada, esto puede ser aceptable. A fin de
proporcionar el fleje ferrítico del grosor final deseado,
comprendido entre, por ejemplo, 0,8 y 0,6 mm, se usan las seis cajas
del tren de laminación 14.
Como en la situación en la que se estaba
laminando un fleje austenítico, para laminar un fleje ferrítico se
usa una reducción del grosor esencialmente igual para cada caja del
tren de laminación, con la excepción de la reducción efectuada por
la caja final del tren de laminación. Todo esto se ha ilustrado en
el perfil de la temperatura de acuerdo con la Fig. 2, y en el perfil
del grosor de acuerdo con la fila inferior de la Fig. 3, para
laminación ferrítica del fleje de acero en función de la posición.
El perfil de la temperatura muestra que al salir el fleje está a una
temperatura que es bastante superior a la temperatura de
recristalización. Por lo tanto, a fin de evitar la formación de
óxido, puede ser deseable usar un dispositivo de enfriar 15 para
enfriar el fleje hasta la temperatura de enrollamiento deseada, a la
cual puede todavía tener lugar recristalización. Si la temperatura
de salida del tren de laminación 14 es demasiado baja, es posible
llevar el fleje laminado ferríticamente a una temperatura de
enfriamiento deseada por medio de un dispositivo de horno 18 que
está situado aguas abajo del tren de laminación. El dispositivo de
enfriar 15 y el dispositivo de horno 18 pueden estar situados el uno
junto al otro, o bien uno detrás del otro. Es también posible
sustituir un dispositivo por el otro dispositivo, dependiendo de que
se esté produciendo fleje ferrítico o fleje austenítico. Como ya se
ha dicho, la laminación se lleva a cabo sin fin, o bien "semi sin
fin", cuando se produce un fleje ferrítico o austenítico. Esto
significa que el fleje que sale del dispositivo de laminación 14 y,
si procede, del dispositivo de enfriar o del dispositivo de horno 15
ó 18, respectivamente, tiene una longitud mayor que la usual, para
formar una sola bobina, y que se lamina continuamente en el
dispositivo de laminación final una sección de palanquilla de la
longitud de un horno completo, o incluso una sección de palanquilla
más larga. Se ha incluido un dispositivo de cizallar 17 a fin de
cortar el fleje a la longitud deseada, que se corresponda con las
dimensiones de una bobina normal. Si se desea, se puede acomodar un
denominado enrollador cerrado adicional, inmediatamente aguas abajo
del tren de laminación 14, con el fin de ayudar a controlar el
movimiento del fleje y la temperatura del fleje. El dispositivo es
adecuado para flejes de una anchura comprendida entre 1000 y 1500
mm, y un grosor de aproximadamente 1,0 mm en el caso de un fleje
laminado austeníticamente, y de aproximadamente 0,5 a 0,6 mm en el
caso de un fleje laminado ferríticamente.
En la Fig. 4 se ha ilustrado una realización más
detallada de un dispositivo de horno con una máquina de soldar que
forma parte del dispositivo de horno. El dispositivo de horno
comprende una primera zona, que comprende las partes 7,1 y 7,2, y
una segunda zona 7,4. Entre la primera zona y la segunda zona hay
situada una máquina de soldar 7,3. La primera zona está compuesta de
una primera sección de calentamiento 7,1 y de una primera sección de
calentamiento durante el paso 7,2. La longitud de la primera sección
de calentamiento 7,1 corresponde a aproximadamente la longitud de
una sección de palanquilla. Tan pronto como una sección de
palanquilla esté completamente acomodada en la primera sección de
calentamiento 7,1, se transporta la sección de palanquilla con
aceleración de su velocidad a la sección de calentamiento durante el
paso 7,2. Dentro de la sección de calentamiento durante el paso 7,2
se pueden almacenar temporalmente una serie de secciones de
palanquilla, por una parte con objeto de tener tiempo suficiente
para calentarlas a fondo, y por otra parte como un almacén temporal
para el caso de que una parte de la instalación, aguas abajo o aguas
arriba del dispositivo de horno, quede fuera de funcionamiento
debido a una interrupción planeada o no planeada. Aguas debajo de la
máquina de soldar 7,3 hay situada una segunda zona 7,4 en la cual se
homogeneizan las secciones de palanquilla de la segunda zona que han
sido soldadas juntas, con objeto de contrarrestar la caída de
temperatura que se ha producido durante la soldadura en el lugar de
la soldadura. La longitud total del horno es de 250 - 320 m. La
longitud de la primera sección de calentamiento 7,1 es de
aproximadamente 35 a 70 m. La longitud de la primera sección de
calentamiento durante el paso 7,2 es de aproximadamente 100 – 150
m. La longitud requerida para la máquina de soldar 7,3 es de
aproximadamente 4 - 25 m, y la longitud de la segunda zona 7,4 es de
aproximadamente 50 - 80 m.
En la Fig. 5 se ha ilustrado una descomposición
más detallada de una disposición con una pluralidad de dispositivos
de horno que pueden ser usados simultáneamente para una pluralidad
de caminos de paso del laminador. El dispositivo de horno 7,30
comprende una primera sección de calentamiento 7,10, una primera
sección de calentamiento durante el paso 7,11, y un transbordador
paralelo 7,12. Aguas abajo del transbordador paralelo 7,12 hay
situada otra sección de calentamiento durante el paso 7,13. Aguas
debajo de 7,13 hay una máquina de soldar 7,14 que va seguida de una
segunda zona 7,15 para la homogeneización de palanquillas que hayan
sido soldadas juntas. El segundo dispositivo de horno 7,4 comprende
una segunda sección de calentamiento 7,20, una segunda sección de
calentamiento durante el paso 7,21, y un transbordador paralelo
7,22. Con ayuda de los transbordadores 7,12 y 7,22, se pueden
transportar las secciones de palanquilla desde el horno 7,40 al
horno 7,30 y, con ayuda de la máquina de soldar 7,14, se pueden
acoplar a palanquillas que hayan sido suministradas al horno 7,30
directamente desde una máquina de colada continua. Cuando se
transporta una sección de palanquilla, el transbordador paralelo
7,22 se mueve paralelo a su dirección longitudinal, hacia el
transbordador paralelo 7,12, el cual se mueve temporalmente fuera de
su posición normal. Después de que el transbordador paralelo 7,22
haya adoptado la posición del transbordador paralelo 7,12, se empuja
la sección de palanquilla transportada hacia la otra sección de
calentamiento durante el paso 7,13, tras lo cual ambos
transbordadores paralelos retornan a su posición original.
En la Tabla 1 se presenta una visión general de
posibles configuraciones de los hornos 7,30 y 7,40. En la
configuración 1, el horno tiene una longitud del almacén temporal de
208 m, la cual, en el caso de una interrupción que implique una
reducción de la velocidad de la colada de 0, 25, y 50%, comparada
con una velocidad de colada de 6 m/min, proporciona una capacidad de
almacenamiento temporal, en minutos, de 20, 26 y 39 minutos,
respectivamente. Este tiempo de almacenamiento temporal está
disponible para eliminar interrupciones en el dispositivo. Con una
longitud del almacén temporal de 180 m, tal como se consigue en las
configuraciones 2 y 3, los respectivos tiempos de almacenamiento
temporal son de 14, 18 y 27 minutos, y en la configuración 4, los
tiempos de almacenamiento temporal son respectivamente de 8, 10 y 14
minutos. Es ventajoso situar el transbordador paralelo tan lejos
como sea posible hacia el frente, con objeto de poder mantener corta
la longitud de los dispositivos de horno 7,30 y 7,40.
(Tabla pasa a página
siguiente)
En la Fig. 6 se ha ilustrado el perfil de la
temperatura y de la diferencia de temperatura para varios puntos de
la palanquilla, en función del tiempo. Las curvas son de aplicación
para una longitud de la primera sección de calentamiento, después de
colar, de 60 m, una longitud de soldar de 10 m, una longitud de la
segunda zona después de soldar de 45 m, y una longitud total del
horno de 280 m. Del perfil de las curvas p (temperatura más baja de
la palanquilla) y q (temperatura más alta de la palanquilla) puede
verse que tiene lugar una homogeneización de la temperatura. El
perfil con el cual esto tiene lugar puede verse en el perfil de la
curva t. La curva u representa la diferencia de temperatura entre la
cara superior y la cara inferior de la palanquilla. Las curvas w y r
indican, respectivamente, la temperatura en el fondo y en la parte
superior del dispositivo de horno. La curva s representa la
temperatura media de la palanquilla a través de la sección
transversal. Puede verse claramente que en el período indicado por
L, durante el cual tiene lugar la soldadura, se produce una falta de
homogeneidad de la temperatura, que luego se compensa de nuevo en la
segunda zona, la cual está aguas debajo de la máquina de soldar,
hasta que se alcanza una diferencia de temperatura aceptable, de
aproximadamente 100 entre las secciones más fría y más caliente de
la palanquilla, antes de que sea introducida la palanquilla en el
dispositivo de laminación.
Claims (20)
1. Un dispositivo para producir un fleje de acero
delgado, que comprende al menos una o más máquinas de colada
continua (1) para colar palanquillas de acero de un grosor de menos
de 120 mm, un dispositivo de horno (7) que es adecuado para calentar
y/o homogeneizar una palanquilla, y al menos un dispositivo de
laminación (10) para reducir el grosor de una palanquilla que es
transportada fuera del dispositivo de horno (7), en el que hay
dispuesta una máquina de soldar (7,3) entre la máquina de colada
continua (1) o las máquinas de colada continua y el dispositivo de
laminación (10) para fundir caras extremas estrechas de las
palanquillas y unir luego, juntándolas, las palanquillas sucesivas,
siendo la máquina de soldar (7,3) desplazable a lo largo de una
longitud de soldadura en la dirección de paso normal de las
palanquillas a través del dispositivo hacia el dispositivo de
laminación (10), y comprendiendo el dispositivo de horno (7) una
primera zona y una segunda zona las cuales, vistas en la dirección
de paso normal, están situadas una detrás de la otra, y estando
dispuesta la máquina de soldar entre las zonas primera y segunda, y
en el que la primera zona está provista de una primera sección de
calentamiento y de una sección de calentamiento durante el paso
situada aguas abajo de la primera sección de calentamiento.
2. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación
1, caracterizado porque la máquina de soldar (7,3) es
desplazable en la dirección de paso normal de las palanquillas a
través del dispositivo hacia el dispositivo de laminación a una
velocidad comprendida entre 4 y 20 m/min, y preferiblemente a una
velocidad comprendida entre 10 y 17 m/min.
3. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque la máquina de soldar (7,3) es una
máquina de soldar por inducción.
4. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la máquina
de soldar (7,3) está provista de medios para limitar la
transferencia de calor desde las palanquillas al ambiente.
5. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
longitud total del dispositivo de horno (7) está comprendida entre
250 y 350 m.
6. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación
5, caracterizado porque la primera zona y la segunda zona
están situadas a una distancia de separación entre sí que, medida en
la dirección de paso normal, está comprendida entre 4 - 25 m, y
preferiblemente entre 5 - 17 m.
7. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación 5
ó 6, caracterizado porque la segunda zona tiene una longitud
comprendida entre 25 y 100 m.
8. Dispositivo de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 5-7, caracterizado porque la
segunda zona comprende una sección de recalentamiento y una sección
de calentamiento durante el paso.
9. Dispositivo de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 5-8, caracterizado porque
entre la primera zona y la segunda zona hay dispuestos medios para
limitar la transferencia de calor desde las palanquillas al
ambiente.
10. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo está provisto de un segundo dispositivo de horno para
acomodar una palanquilla.
11. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación
10, caracterizado porque al menos uno del primer dispositivo
de horno y el segundo dispositivo de horno está provisto de medios
de transportador para transportar una palanquilla desde el segundo
dispositivo de horno al primer dispositivo de horno.
12. Dispositivo de acuerdo con la Reivindicación
11, caracterizado porque los medios de transportador
comprenden un denominado transbordador paralelo.
13. Dispositivo de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 10-12, caracterizado porque
el segundo dispositivo de horno está provisto de una segunda sección
de calentamiento y de una segunda sección de calentamiento durante
el paso, situada aguas debajo de la segunda sección de calentamiento
tal como se ve en la dirección de paso normal de las
palanquillas.
14. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de horno (7) está provisto de una primera sección de
calentamiento y una primera sección de calentamiento durante el
paso, situada aguas debajo de la primera sección de calentamiento,
en el lado de entrada del dispositivo de horno (7) tal como se ve en
la dirección de paso normal de las palanquillas.
15. Dispositivo de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
dispositivo de horno (7) está provisto en su extremo, tal como se ve
en la dirección de paso normal, de otra sección de calentamiento que
está dispuesta aguas debajo de los medios de transportador, si están
presentes, y aguas arriba de la máquina de soldar.
\newpage
16. Proceso para producir un fleje de acero, en
el cual se cuela acero líquido en al menos una máquina de colada
continua (1) para formar una palanquilla de un grosor de menos de
120 mm y, utilizando el calor de la colada, se transporta a través
de un dispositivo de horno (7) y se lamina en un dispositivo de
laminación para formar el fleje de un grosor deseado, en el que se
unen juntas palanquillas sucesivas, que han sido ya opcionalmente
reducidas previamente, por fusión de las caras extremas estrechas
enfrentadas mutuamente, por medios de soldadura, y las palanquillas
que hayan sido soldadas juntas se laminan en un proceso sin fin en
el dispositivo de laminación, siendo movido el lugar de la soldadura
junto con las palanquillas, y siendo homogeneizada la temperatura de
las palanquillas, después de haber sido éstas soldadas juntas, al
menos en el lugar de la unión soldada, y en el que las palanquillas
son precalentadas y subsiguientemente calentadas en el horno antes
de ser soldadas juntas.
17. Proceso de acuerdo con la Reivindicación 16,
caracterizado porque las palanquillas procedentes de dos
máquinas de colada continua (1) son soldadas juntas.
18. Proceso de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 16 ó 17, caracterizado porque las
palanquillas procedentes de una máquina de colada continua de
múltiples caminos de paso del laminador son soldadas juntas.
19. Proceso de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 16-18, caracterizado porque
se usan simultáneamente una pluralidad de dispositivos de horno (7)
y se acoplan juntas las palanquillas procedentes de los dispositivos
de horno usando la máquina de soldar.
20. Proceso de acuerdo con una de las
Reivindicaciones 16-19, caracterizado porque
se usa el dispositivo de horno como un espacio de almacén temporal
para el almacenamiento temporal de palanquillas en caso de
interrupción en una de las partes de la instalación para procesar
palanquillas que hayan sido soldadas juntas.
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