ES2610599T3

ES2610599T3 - Método para colar un lingote compuesto

Info

Publication number: ES2610599T3
Application number: ES10180062.1T
Authority: ES
Inventors: Mark Douglas Anderson; Kenneth Takeo Kubo; Todd F. Bischoff; Wayne J. Fenton; Eric W. Reeves; Brent Spendlove; Robert Bruce Wagstaff
Original assignee: Novelis Inc Canada
Current assignee: Novelis Inc Canada
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2017-04-28
Anticipated expiration: 2024-06-23
Also published as: NO20060365L; CN101745626B; AU2009238364B2; PL1638715T3; BRPI0411851A; KR20110137843A; EP1872883A1; JP2010221301A; KR101136636B1; ES2670743T3; DE602004010808D1; PT1638715E; AU2009238364A1; EP3056298A1; US8415025B2; AU2004249338B2; CA2540321A1; US8312915B2; ES2628555T3; EP1872883B1

Abstract

Un método para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de aleaciones diferentes, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentación y un extremo de salida donde se añade metal fundido en el extremo de alimentación y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentación en al menos dos cámaras de alimentación separadas, terminando dichas paredes divisorias encima de dicho extremo de salida del molde, donde cada cámara de alimentación es adyacente a al menos otra cámara de alimentación, donde por cada par de cámaras de alimentación adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleación a una del par de cámaras de alimentación para formar un baño de metal en la primera cámara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleación a través de la segunda del par de cámaras de alimentación para formar un baño de metal en la segunda cámara, teniendo cada uno de los baños de metal una superficie superior y caracterizado porque las paredes divisorias para dividir el extremo de alimentación son flexibles y la forma de las paredes divisorias se ajusta durante el proceso de colada, por lo que las dos corrientes de aleación se unen como dos capas y enfrían las capas de aleación unidas para formar un lingote compuesto que tiene una interfaz uniforme en todo él.

Description

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DESCRIPCION

Metodo para colar un lingote compuesto Antecedentes de la invencion

1. Campo tecnico

Esta invencion se refiere a un metodo y aparato para colar lingotes metalicos compuestos tal como se describe, por ejemplo, en US-A-3353934, GB-A-1174764, EP-A-219581, SU-A1-1447544 y JP-A-55/068156.

2. Antecedentes de la invencion

Durante muchos anos se han producido lingotes de metal, en particular lingotes de aluminio o aleacion de aluminio, por un proceso de colada semicontinua conocido como colada en coquilla directa. En este procedimiento, se vierte metal fundido a la parte superior de un molde de extremos abiertos y se aplica un refrigerante, tipicamente agua, directamente a la superficie de solidificacion del metal cuando sale del molde.

Tal sistema se usa de ordinario para producir lingotes de seccion rectangular grande para la produccion de productos laminados, por ejemplo productos de hoja de aleacion de aluminio. Hay un gran mercado para lingotes compuestos que constan de dos o mas capas de aleaciones diferentes. Tales lingotes se usan para producir, despues del laminado, hoja de revestimiento para varias aplicaciones como hoja de soldadura dura, chapa para aviones y otras aplicaciones donde se desea que las propiedades de la superficie sean diferentes de la del nucleo.

El acercamiento convencional para tal hoja de revestimiento ha sido laminar en caliente planchones de aleaciones diferentes para “unirlos”, siguiendo laminando luego para producir el producto acabado. Esto tiene la desventaja de que la interfaz entre los planchones no es por lo general metalurgicamente limpia y la union de las capas puede ser un problema.

Tambien ha habido interes por colar lingotes en capas para producir un lingote compuesto preparado para laminado. Esto se ha llevado a cabo tipicamente usando colada en coquilla directa (DC), o por solidificacion simultanea de dos corrientes de aleacion o solidificacion secuencial donde un metal se solidifica antes de ser contactado por un segundo metal fundido. Se describen en la literatura varios de tales metodos que han tenido diversos grados de exito.

En Binczewski, Patente de Estados Unidos 4.567.936, concedida el 4 de Febrero de 1986, se describe un metodo para producir un lingote compuesto por Colada DC donde una capa exterior de temperatura de solido mas alta se funde alrededor de una capa interior con una temperatura de solido mas baja. La descripcion afirma que la capa exterior debe ser “plenamente solida y sana” antes del tiempo en el que la aleacion de temperatura de solido mas baja entra en contacto con ella.

Keller, Patente alemana 844 806, publicada el 24 de Junio de 1952 describe un solo molde para colar una estructura en capas donde se cuela un nucleo interior antes que la capa exterior. En este procedimiento, la capa exterior solidifica completamente antes de que la aleacion interior contacte con ella.

En Robinson, Patente de Estados Unidos 3.353.934, concedida el 21 de Noviembre de 1967, se describe un sistema de colada donde se coloca un tabique interno dentro de la cavidad de molde para separar sustancialmente zonas de composiciones de aleacion diferentes. El extremo del deflector esta disenado de modo que termine en la “zona pastosa” justo encima de la porcion solidificada del lingote. Dentro de la “zona pastosa”, la aleacion se mezcla libremente bajo el extremo del deflector formando una union entre las capas. Sin embargo, el metodo no es controlable en el sentido de que el deflector usado es “pasivo” y la colada depende del control de la posicion del pozo, que es controlada indirectamente por el sistema de refrigeracion.

En Matzner, Patente alemana DE 44 20 697, publicada el 21 de Diciembre de 1995, se describe un sistema de colada usando un tabique interno similar al de Robinson, en el que la posicion del pozo del deflector es controlada para permitir la mezcla de la fase lfquido de la zona de interfaz creando un gradiente de concentracion continuo a traves de la interfaz.

En Robertson y colaboradores, Patente britanica GB 1.174.764, publicada el 21 de Diciembre de 1965, se facilita un deflector movil para dividir un pozo de colada comun y permitir la colada de dos metales disimilares. El deflector es movil para permitir en un lfmite que los metales se entremezclen completamente y en el otro lfmite para fundir dos torones separados.

En Kilmer y colaboradores, publicacion WO 2003/035305, publicada el 1 de Mayo de 2003, se describe un sistema de colada usando un material de barrera en forma de una hoja fina entre dos capas de aleacion diferentes. La hoja fina tiene un punto de fusion suficientemente alto que permanece intacto durante la colada, y se incorpora al

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producto final.

Takeuchi y colaboradores, Patente de Estados Unidos 4.828.015, concedida el 9 de Mayo de 1989, describe un metodo de colar dos aleaciones lfquidas en un solo molde creando un tabique en la zona de lfquido por medio de un campo magnetico y alimentando aleaciones separadas a las dos zonas. La aleacion que se alimenta a la parte superior de la zona forma por ello una envuelta alrededor del metal alimentado a la porcion inferior.

Veillette, Patente de Estados Unidos 3.911.996, describe un molde que tiene una pared exterior flexible para ajustar la forma del lingote durante la colada.

Steen y colaboradores, Patente de Estados Unidos 5.947.194, describe un molde similar al de Veillette pero permitiendo mas control de forma.

Takeda y colaboradores, Patente de Estados Unidos 4.498.521, describe un sistema de control de nivel de metal usando un flotador en la superficie del metal para medir el nivel de metal y realimentarlo al control de flujo de metal.

Odegard y colaboradores, Patente de Estados Unidos 5.526.870, describe un sistema de control de nivel de metal usando una sonda detectora remota (radar).

Wagstaff, Patente de Estados Unidos 6.260.602, describe un molde que tiene una pared ahusada de forma variable para controlar la forma externa de un lingote.

Un objeto de la presente invencion es producir un lingote de metal compuesto que consta de dos o mas capas que tienen una union metalurgica mejorada entre capas contiguas.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un medio para controlar la temperatura de interfaz donde dos o mas capas se unen en un lingote compuesto para mejorar la union metalurgica entre capas contiguas.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un medio para controlar la forma de interfaz donde dos o mas aleaciones se combinan en un lingote de metal compuesto.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo sensible para controlar el nivel de metal en un molde de lingote que es especialmente util en espacios reducidos.

Descripcion de la invencion

La invencion se define por las reivindicaciones anexas siguientes. Las reivindicaciones dependientes se refieren a caractensticas opcionales y realizaciones preferidas de la invencion.

Aqu se describe un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de una o varias composiciones de aleacion. El metodo incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida. Se usan paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando las paredes divisorias encima del extremo de salida del molde, y donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion. Por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara. La primera bano de metal contacta la pared divisoria entre el par de camaras para enfriar el primer bano con el fin de formar una superficie de autosoporte adyacente a la pared divisoria. El segundo bano de metal se pone despues en contacto con el primer bano de modo que el segundo bano contacte primero la superficie de autosoporte del primer bano en un punto donde la temperatura de la superficie de autosoporte esta entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion. Los dos banos de aleacion se unen por ello como dos capas y se enfnan formando un lingote compuesto.

En el metodo descrito, preferiblemente la segunda aleacion contacta inicialmente la superficie de autosoporte de la primera aleacion cuando la temperatura de la segunda aleacion es superior a la temperatura de lfquido de la segunda aleacion. Las aleaciones primera y segunda pueden tener la misma composicion de aleacion o pueden tener composiciones de aleacion diferentes.

En el metodo descrito, preferiblemente la superficie superior de la segunda aleacion contacta la superficie de autosoporte del primer bano en un punto donde la temperatura de la superficie de autosoporte esta entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion.

Se describe que la superficie de autosoporte se puede generar enfriando el bano de primera aleacion de tal manera que la temperatura superficial en el punto donde la segunda aleacion primero contacta la superficie de autosoporte

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este entre la temperature de Kquido y solido.

Tambien se describe un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de una o varias composiciones de aleacion. Este metodo incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida. Se usan paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando las paredes divisorias encima del extremo de salida del molde, y donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion. Por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara. El primer bano de metal contacta la pared divisoria entre el par de camaras enfriando el primer bano con el fin de formar una superficie de autosoporte adyacente a la pared divisoria. El segundo bano de metal se pone entonces en contacto con el primer bano de modo que el segundo bano contacte primero la superficie de autosoporte del primer bano en un punto donde la temperatura de la superficie de autosoporte es inferior a la temperatura de solido de la primera aleacion para formar una interfaz entre las dos aleaciones. La interfaz se recalienta entonces a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion de modo que los dos banos de aleacion se unan por ello como dos capas y enfnen formando un lingote compuesto.

Se describe que el recalentamiento se logra preferiblemente permitiendo que el calor latente dentro de los banos de aleacion primero o segundo recaliente la superficie.

La superficie de autosoporte tambien puede tener una capa de oxido formada en ella. Es suficientemente fuerte para soportar las fuerzas de dispersion que normalmente hacen que el metal se difunda cuando no este confinado. Estas fuerzas de dispersion incluyen las fuerzas creadas por la carga metalostatica de la primera corriente, y la expansion de la superficie en el caso donde el enfriamiento se extiende debajo del solido seguido del recalentamiento de la superficie. Poniendo la segunda aleacion lfquida en primer contacto con la primera aleacion mientras que la primera aleacion todavfa esta en el estado semisolido o, y en la realizacion alternativa, asegurando que la interfaz entre las aleaciones se recaliente a un estado semisolido, se forma una capa de interfaz distinta, pero de union, entre las dos aleaciones. Ademas, el hecho de que la interfaz entre la capa de segunda aleacion y la primera aleacion se forme por ello antes de que la capa de primera aleacion haya desarrollado una envuelta ngida significa que los esfuerzos creados por la aplicacion directa de refrigerante a la superficie exterior del lingote se controlan mejor en el producto acabado, lo que es especialmente ventajoso al colar aleaciones propensas a fisuras.

El resultado es que la interfaz entre la primera y la segunda aleacion se mantiene, sobre una longitud corta del lingote emergente, a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion. Se describe que la segunda aleacion se alimenta al molde de modo que la superficie superior de la segunda aleacion en el molde este en contacto con la superficie de la primera aleacion donde la temperatura superficial esta entre la temperatura de solido y lfquido y asf se forma una interfaz que cumple este requisito. Se describe que la interfaz se recalienta a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido poco despues de que la superficie superior de la segunda aleacion contacte la superficie de autosoporte de la primera aleacion.

En el metodo descrito, preferiblemente la segunda aleacion esta por encima de su temperatura de lfquido cuando contacta en primer lugar la superficie de la primera aleacion. Cuando esto tiene lugar, se mantiene la integridad de la interfaz, pero, al mismo tiempo, ciertos componentes de aleacion son suficientemente moviles a traves de la interfaz de modo que se facilita la union metalurgica.

Si la segunda aleacion es contactada donde la temperatura de la superficie de la primera aleacion esta suficientemente por debajo del solido (por ejemplo despues de haberse formado una envuelta solida significativa), y hay insuficiente calor latente para recalentar la interfaz a una temperatura entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion, entonces la movilidad de los componentes de aleacion es muy limitada y se forma una union metalurgica pobre. Esto puede producir separacion de capa durante el procesado posterior.

Si no se forma la superficie de autosoporte en la primera aleacion antes de que la segunda aleacion contacte la primera aleacion, entonces las aleaciones se mezclan libremente y se forma una capa de difusion o gradiente de concentracion de aleacion en la interfaz, haciendo la interfaz menos distinta. En el metodo descrito se prefiere

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especialmente que la superficie superior de la segunda aleacion se mantenga en una posicion por debajo del borde inferior de la pared divisoria. Si la superficie superior de la segunda aleacion en el molde esta por encima del punto de contacto con la superficie de la primera aleacion, por ejemplo, por encima del borde inferior de la pared divisoria, entonces hay un peligro de que la segunda aleacion pueda perturbar la superficie de autosoporte de la primera aleacion o incluso volver a fundir completamente la superficie a causa del calor latente excesivo. Si esto sucede, puede haber una mezcla excesiva de aleaciones en la interfaz, o en algunos casos desajuste y fallo de la colada. Si la segunda aleacion contacta la pared divisoria especialmente lejos por encima del borde inferior, incluso puede enfriarse prematuramente a un punto donde el contacto con la superficie de autosoporte de la primera aleacion ya no forma una union metalurgica fuerte. Sin embargo, en algunos casos puede ser ventajoso mantener la superficie superior de la segunda aleacion cerca del borde inferior de la pared divisoria, pero ligeramente por encima del borde inferior de modo que la pared divisoria pueda actuar como un limpiador de oxido para evitar que los oxidos de la superficie de la segunda capa se incorporen en la interfaz entre las dos capas.

Esto es especialmente ventajoso donde la segunda aleacion es propensa a la oxidacion. Se describe que en cualquier caso la posicion de superficie superior debe controlarse con cuidado para evitar los problemas indicados anteriormente, y no debera estar mas de aproximadamente 3 mm por encima del extremo inferior del divisor.

Aqu se describe poner la segunda aleacion en contacto con la primera a una temperatura entre la temperatura de solido y coherencia de la primera aleacion o recalentar la interfaz entre las dos a una temperatura entre la temperatura de solido y coherencia de la primera aleacion. El punto de coherencia, y la temperatura (entre la temperatura de solido y lfquido) a la que tiene lugar, es una etapa intermedia en la solidificacion del metal fundido. Cuando las dendritas aumentan de tamano en un metal fundido en enfriamiento y empiezan a chocar una con otra, se forma una red solida continua en todo el volumen de aleacion. El punto en el que hay un aumento repentino en la fuerza de torsion necesaria para romper la red solida se conoce como el “punto de coherencia”. La descripcion del punto de coherencia y su determinacion se puede ver en Solidification Characteristics of Aluminum Alloys, Volume 3 Dendrite Coherency, Pg 210.

Tambien se describe que se facilita un aparato para colar metal incluyendo un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior que puede encajar dentro del extremo de salida y es movil en una direccion a lo largo del eje del molde anular. El extremo de alimentacion del molde se divide en al menos dos camaras de alimentacion separadas, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion y donde las camaras de alimentacion adyacentes estan separadas por una pared divisoria de temperatura controlada que puede anadir o quitar calor. La pared divisoria termina encima del extremo de salida del molde. Cada camara incluye un aparato de control de nivel de metal tal que, en pares adyacentes de camaras, el nivel de metal en una camara se puede mantener en una posicion por encima del extremo inferior de la pared divisoria entre las camaras y en la otra camara se puede mantener en una posicion diferente del nivel de la primera camara.

Preferiblemente, el nivel en la otra camara se mantiene en una posicion debajo del extremo inferior de la pared divisoria.

La pared divisoria esta disenada de modo que el calor extrafdo o anadido sea calibrado con el fin de crear una superficie de autosoporte en el metal en la primera camara adyacente a la pared divisoria y de controlar la temperatura de la superficie de autosoporte del metal en la primera camara de manera que este entre la temperatura de solido y lfquido en un punto donde se pueda mantener la superficie superior del metal en la segunda camara.

La temperatura de la capa de autosoporte puede controlarse con cuidado quitando calor de la pared divisoria pasando un fluido de control de temperatura a traves de una porcion de la pared divisoria o poniendolo en contacto con la pared divisoria en su extremo superior para controlar la temperatura de la capa de autosoporte.

Tambien se describe un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos aleaciones diferentes, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un medio para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion. Por cada par de camaras de alimentacion adyacentes, se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a traves de una de las camaras de alimentacion adyacentes a dicho molde, se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la otra de las camaras de alimentacion adyacentes. Entre las camaras de alimentacion adyacentes se ha dispuesto una pared divisoria de control de temperatura de tal manera que el punto en la interfaz donde las aleaciones primera y segunda contactan inicialmente una con otra se mantenga a una temperatura entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion por medio de la pared divisoria de control de temperatura, por lo que las corrientes de aleacion se unen como dos capas. Las capas de aleacion unidas se enfnan formando un lingote compuesto. Se describe que la segunda aleacion se pone preferiblemente en contacto con la primera aleacion inmediatamente debajo de la parte inferior de la pared divisoria sin contactar primero con la pared divisoria. En cualquier caso, la segunda aleacion debera contactar la primera aleacion no menos de aproximadamente 2 mm por debajo del borde inferior de la pared divisoria, pero no mas de 20 mm y preferiblemente de aproximadamente 4 a 6 mm por debajo del borde inferior de la pared divisoria.

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Si la segunda aleacion contacta la pared divisoria antes de contactar la primera aleacion, se puede enfriar prematuramente a un punto donde el contacto con la superficie de autosoporte de la primera aleacion ya no forma una union metalurgica fuerte. Aunque la temperatura de lfquido de la segunda aleacion sea suficientemente baja para que esto no suceda, la carga metalostatica que habra puede hacer que la segunda aleacion se alimente hasta el espacio entre la primera aleacion y la pared divisoria y produzca defectos o fallo de colada. Cuando se desee que la superficie superior de la segunda aleacion este por encima del borde inferior de la pared divisoria (por ejemplo para separar oxidos), debe controlarse con cuidado y colocarse lo mas cerca que sea practicamente posible del borde inferior de la pared divisoria para evitar estos problemas.

La pared divisoria entre pares adyacentes de camaras de alimentacion puede estar ahusada y el ahusamiento puede variar a lo largo de la longitud de la pared divisoria. La pared divisoria puede tener ademas una forma curvilmea. Estas caractensticas pueden ser usadas para compensar las diferentes propiedades termicas y de solidificacion de las aleaciones usadas en las camaras separadas por la pared divisoria y por ello realizar el control de la geometna de interfaz final dentro del lingote emergente. La pared de forma curvilmea tambien puede servir para formar lingotes con capas que tengan geometnas espedficas que se puedan laminar con menos desperdicio. La pared divisoria entre pares adyacentes de camaras de alimentacion se puede hacer flexible y se puede ajustar para asegurar que la interfaz entre las dos capas de aleacion en el producto colado y laminado final sea recta independientemente de las aleaciones usadas y sea recta incluso en la seccion de inicio.

La invencion reivindicada mas adelante se lleva a cabo en un aparato para colada de lingotes metalicos compuestos, que incluye un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior que puede encajar dentro del extremo de salida y moverse a lo largo del eje del molde. El extremo de alimentacion del molde se divide en al menos dos camaras de alimentacion separadas, donde cada camara de alimentacion esta adyacente a al menos otra camara de alimentacion y donde las camaras de alimentacion adyacentes estan separadas por una pared divisoria. La pared divisoria es flexible, y un dispositivo de colocacion esta montado en la pared divisoria de modo que la curvatura de pared en el plano del molde se pueda variar una cantidad predeterminada durante la operacion.

La invencion reivindicada mas adelante tambien se realiza en un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto que incluye al menos dos aleaciones diferentes, metodo que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un medio para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion. Por pares adyacentes de las camaras de alimentacion, se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a traves de una de las camaras de alimentacion adyacentes al molde, y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de otra de las camaras de alimentacion adyacentes. Una pared divisoria flexible esta dispuesta entre camaras de alimentacion adyacentes y la curvatura de la pared divisoria flexible se ajusta durante la colada para controlar la forma de la interfaz donde las aleaciones se unen como dos capas. Las capas de aleacion unidas se enfnan despues formando un lingote compuesto.

La alimentacion de metal requiere un control de nivel esmerado y un metodo es proporcionar un flujo lento de gas, preferiblemente inerte, a traves de un tubo con una abertura en un punto fijo con respecto al cuerpo del molde anular. La abertura se sumerge en el uso debajo de la superficie del metal en el molde, se mide la presion del gas y por ello se determina la carga metalostatica encima de la abertura de tubo. Por lo tanto, la presion medida puede ser usada para controlar directamente el flujo de metal al molde con el fin de mantener la superficie superior del metal a un nivel constante.

Tambien se describe un metodo de colar un lingote de metal que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida, y alimentar una corriente de metal fundido al extremo de alimentacion de dicho molde para crear un bano de metal dentro de dicho molde que tiene una superficie. El extremo de un tubo de suministro de gas se sumerge en el bano de metal desde el extremo de alimentacion del tubo de molde en una posicion predeterminada con respecto al cuerpo de molde y se burbujea un gas inerte a traves del tubo de suministro de gas a una velocidad suficientemente lenta para mantener el tubo sin congelar. La presion del gas dentro de dicho tubo se mide para determinar la posicion de la superficie de metal fundido con respecto al cuerpo de molde.

Tambien se describe un aparato para colar un lingote de metal que incluye un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior que encaja en el extremo de salida y es movil a lo largo del eje del molde. Se ha dispuesto un dispositivo de control de flujo de metal para controlar la tasa a la que puede fluir metal al molde desde una fuente externa, y tambien se ha dispuesto un sensor de nivel de metal incluyendo un tubo de suministro de gas unido a una fuente de gas por medio de un controlador de flujo de gas y que tiene un extremo abierto colocado en una posicion predefinida debajo del extremo de alimentacion del molde, de tal manera que, en el uso, el extremo abierto del tubo este normalmente por debajo del nivel de metal en el molde. Tambien se facilita un medio para medir la presion del gas en el tubo de suministro de gas entre el controlador de flujo y el extremo abierto del tubo de suministro de gas, estando adaptada la presion medida del gas

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para controlar el dispositivo de control de flujo de metal con el fin de mantener a un nivel predeterminado el metal en el que se coloca el extremo abierto del tubo de suministro de gas.

Este metodo y aparato para medir el nivel de metal es especialmente util al medir y controlar el nivel de metal en un espacio confinado tal como en algunas o todas las camaras de alimentacion en un diseno de molde de camaras multiples. Se puede usar en union con otros sistemas de control de nivel de metal que usan flotadores o supervisores similares de posicion de superficie, donde, por ejemplo, se usa un tubo de gas en las camaras de alimentacion mas pequenas y un sistema de control de alimentacion en base a un flotador o dispositivo similar en las camaras de alimentacion mas grandes.

Tambien se describe un metodo para colar un lingote compuesto que tiene dos capas de aleaciones diferentes, donde una aleacion forma una capa en la cara mas ancha o “de laminado” de un lingote de seccion transversal rectangular formado de otra aleacion. Para este procedimiento se facilita un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un medio para dividir el extremo de alimentacion en camaras de alimentacion adyacentes separadas por una pared divisoria de temperatura controlada. La primera corriente de una primera aleacion es alimentada a traves de una de las camaras de alimentacion al molde y una segunda corriente de una segunda aleacion es alimentada a traves de otra de las camaras de alimentacion, teniendo esta segunda aleacion una temperatura de lfquido mas baja que la primera aleacion. La primera aleacion es enfriada por la pared divisoria de temperatura controlada formando una superficie de autosoporte que se extiende debajo del extremo inferior de la pared divisoria y la segunda aleacion se pone en contacto con la superficie de autosoporte de la primera aleacion en una posicion donde la temperatura de la superficie de autosoporte se mantiene entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion, por lo que las dos corrientes de aleacion se unen como dos capas. Las capas de aleacion unidas se enfnan despues formando un lingote compuesto.

Tambien se describe que las dos camaras estan configuradas de modo que una camara exterior rodee completamente la camara interior por lo que se forma un lingote que tiene una capa de una aleacion rodeando completamente un nucleo de una segunda aleacion.

Una realizacion preferida incluye dos paredes divisorias de temperatura controlada lateralmente espaciadas formando tres camaras de alimentacion. Asf, hay una camara de alimentacion central con una pared divisoria en cada lado y un par de camaras de alimentacion exteriores en cada lado de la camara de alimentacion central. Una corriente de la primera aleacion puede ser alimentada a traves de la camara de alimentacion central, alimentandose corrientes de la segunda aleacion a las dos camaras laterales. Tal disposicion se usa tfpicamente para proporcionar dos capas de revestimiento sobre un material de nucleo central.

Tambien es posible invertir el procedimiento de tal manera que las corrientes de la primera aleacion sean alimentadas a traves de las camaras laterales mientras que una corriente de la segunda aleacion se alimenta a traves de la camara central. Con esta disposicion, la colada se inicia en las camaras laterales de alimentacion, alimentandose la segunda aleacion a traves de la camara central y contactando el par de primeras aleaciones inmediatamente debajo de las paredes divisorias.

La forma en seccion transversal del lingote puede ser cualquier forma conveniente (por ejemplo circular, cuadrada, rectangular o cualquier otra forma regular o irregular) y las formas en seccion transversal de las capas individuales tambien se pueden variar dentro del lingote.

La invencion facilita un producto de lingote colado que consta de un lingote alargado incluyendo, en seccion transversal, dos o mas capas de aleacion separadas de diferente composicion, donde la interfaz entre capas de aleaciones adyacentes tiene forma de una union metalurgica sustancialmente continua. Esta union se caracteriza por la presencia de partfculas dispersadas de una o varias composiciones intermetalicas de la primera aleacion en una region de la segunda aleacion adyacente a la interfaz. En general, en la presente invencion, la primera aleacion es aquella en la que primero se forma una superficie de autosoporte y la segunda aleacion se pone en contacto con esta superficie mientras la temperatura superficial esta entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion, o la interfaz se recalienta posteriormente a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion. Las partfculas dispersadas tienen preferiblemente un diametro de menos de aproximadamente 20 pm y se encuentran en una region de hasta aproximadamente 200 pm de la interfaz.

La union se puede caracterizar ademas por la presencia de penachos o exudados de una o varias composiciones intermetalicas de la primera aleacion que se extiende desde la interfaz a la segunda aleacion en la region adyacente a la interfaz. Esta caractenstica se forma en particular cuando la temperatura de la superficie de autosoporte no se ha reducido por debajo de la temperatura de solido antes del contacto con la segunda aleacion.

Los penachos o exudados penetran preferiblemente menos de aproximadamente 100 pm en la segunda aleacion desde la interfaz.

Donde las composiciones intermetalicas de la primera aleacion estan dispersadas o exudadas a la segunda aleacion, en la primera aleacion, adyacente a la interfaz entre las aleaciones primera y segunda, queda una capa

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que contiene una cantidad reducida de las partfculas intermetalicas y que en consecuencia puede formar una capa que es mas noble que la primera aleacion y puede impartir resistencia a la corrosion al material de revestimiento. Esta capa tiene tipicamente un grosor de 4 a 8 mm.

Esta union se puede caracterizar ademas por la presencia de una capa difusa de componentes de aleacion de la primera aleacion en la capa de segunda aleacion adyacente a la interfaz. Esta caractenstica se forma en especial en los casos donde la superficie de la primera aleacion se enfna por debajo de la temperatura de solido de la primera aleacion y luego la interfaz entre la primera y la segunda aleacion se recalienta a entre las temperaturas de solido y lfquido.

Aunque no se desea quedar vinculados por ninguna teona, se considera que la presencia de estas caractensticas se produce por la formacion de segregados de compuestos intermetalicos de la primera aleacion en la superficie de autosoporte formada encima con su posterior dispersion o exudacion a la segunda aleacion despues de contactar la superficie. La exudacion de compuestos intermetalicos es asistida por las fuerzas de dispersion presentes en la interfaz.

Otra caractenstica de la interfaz entre capas formadas por los metodos de esta invencion es la presencia de componentes de aleacion de la segunda aleacion entre los lfmites de grano de la primera aleacion inmediatamente adyacente a la interfaz entre las dos aleaciones. Se considera que estos surgen cuando la segunda aleacion (todavfa en general por encima de su temperatura de lfquido) entra en contacto con la superficie de autosoporte de la primera aleacion (a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion). En estas condiciones espedficas, el componente de aleacion de la segunda aleacion se puede difundir una distancia corta (tfpicamente aproximadamente 50 pm) a lo largo de los lfmites de grano todavfa lfquidos, pero no a los granos ya formados en la superficie de la primera aleacion. Si la temperatura de interfaz esta por encima de la temperatura de lfquido de ambas aleaciones, se producira mezcla general de las aleaciones, y los componentes de la segunda aleacion estaran dentro de los granos asf como los lfmites de grano. Si la temperatura de interfaz esta por debajo de la temperatura de solido de la primera aleacion, no habra oportunidad de que se produzca difusion de lfmite de grano.

Las caractensticas interfaciales espedficas descritas son caractensticas espedficas producidas por difusion de estado solido, o difusion o movimiento de elementos a lo largo de recorridos de lfquido restringido y no afectan a la naturaleza generalmente distinta de la interfaz general.

Independientemente de como se forme la interfaz, la estructura unica de la interfaz proporciona una union metalurgica fuerte en la interfaz y por lo tanto hace que la estructura sea adecuada para laminado en hoja sin problemas asociados con la deslaminacion o contaminacion de la interfaz.

La invencion facilita un lingote de metal compuesto, incluyendo al menos dos capas de metal, donde se forman pares de capas adyacentes contactando la segunda capa de metal con la superficie de la primera capa de metal de tal manera que, cuando la segunda capa de metal contacte primero la superficie de la primera capa de metal, la superficie de la primera capa de metal este a una temperatura entre su temperatura de lfquido y solido y la temperatura de la segunda capa de metal este por encima de su temperatura de lfquido. Preferiblemente las dos capas metalicas estan compuestas de aleaciones diferentes.

Igualmente, la invencion facilita un lingote de metal compuesto, incluyendo al menos dos capas de metal, donde se forman pares de capas adyacentes contactando la segunda capa de metal con la superficie de la primera capa de metal de tal manera que, cuando la segunda capa de metal contacte primero la superficie de la primera capa de metal, la superficie de la primera capa de metal este a una temperatura por debajo de su temperatura de solido y la temperatura de la segunda capa de metal este por encima de su temperatura de lfquido, y la interfaz formada entre las dos capas metalicas se recalienta posteriormente a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion. Preferiblemente las dos capas metalicas estan compuestas de aleaciones diferentes.

Se describe que el lingote es de seccion transversal rectangular e incluye un nucleo de la primera aleacion y al menos una capa superficial de la segunda aleacion, aplicandose la capa superficial al lado largo de la seccion transversal rectangular. Este lingote de metal compuesto se lamina preferiblemente en caliente y fno para formar una hoja metalica compuesta.

Se describe que la aleacion del nucleo es una aleacion de aluminio-manganeso y la aleacion de superficie es una aleacion de aluminio-silicio. Tal lingote compuesto se lamina en caliente y fno para formar una hoja de soldadura dura de metal compuesto que se puede someter a una operacion de soldadura dura para hacer una estructura soldada resistente a la corrosion.

Se describe que el nucleo de aleacion es una aleacion de aluminio de desecho y la aleacion de superficie una aleacion de aluminio puro. Tales lingotes compuestos cuando se laminan en caliente y fno para formar hoja metalica compuesta proporcionan productos reciclados baratos que tienen mejores propiedades de resistencia a la corrosion, capacidad de acabado superficial, etc. En este contexto, una aleacion de aluminio puro es una aleacion de aluminio

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que tiene una conductividad termica superior a 190 vatios/m/K y un rango de solidificacion de menos de 50°C.

Se describe que el nucleo de aleacion es una aleacion no termotratable de alta resistencia (tal como una aleacion de Al-Mg) y la aleacion de superficie es una aleacion soldable (tal como una aleacion de Al-Si). Tales lingotes compuestos, cuando se laminan en caliente y fno para formar hoja metalica compuesta, pueden someterse a una operacion de formacion y usarse para estructuras de automocion que luego se pueden soldar o unir igualmente.

Se describe que el nucleo de aleacion es una aleacion termotratable de alta resistencia (tal como una aleacion 2xxx) y la aleacion de superficie es una aleacion de aluminio puro. Tales lingotes compuestos, cuando se laminan en caliente y fno, forman una hoja metalica compuesta adecuada para estructuras de aviones. La aleacion pura se puede seleccionar para resistencia a la corrosion o acabado superficial y debera tener preferiblemente una temperatura de solido superior a la temperatura de solido de la aleacion de nucleo.

Se describe que el nucleo de aleacion es una aleacion termotratable de resistencia media (tal como una aleacion de Al-Mg-Si) y la aleacion de superficie es una aleacion de aluminio puro. Tales lingotes compuestos, cuando se laminan en caliente y fno, forman una hoja metalica compuesta adecuada para cierres de automovil. La aleacion pura se puede seleccionar para resistencia a la corrosion o acabado superficial y debera tener preferiblemente una temperatura de solido superior a la temperatura de solido de la aleacion de nucleo.

Se describe que el lingote es de seccion transversal cilmdrica e incluye un nucleo de la primera aleacion y una capa superficial concentrica de la segunda aleacion. En otra realizacion preferida, el lingote es de seccion transversal rectangular o cuadrada e incluye un nucleo de la segunda aleacion y una capa superficial anular de la primera aleacion.

Breve descripcion de los dibujos

En los dibujos que ilustran algunas realizaciones preferidas de esta invencion:

La figura 1 es una vista en alzado en seccion parcial que representa una sola pared divisoria.

La figura 2 es una ilustracion esquematica del contacto entre las aleaciones.

La figura 3 es una vista en alzado en seccion parcial similar a la figura 1, pero que representa un par de paredes divisorias.

La figura 4 es una vista en alzado en seccion parcial similar a la figura 3, pero teniendo la segunda aleacion una temperatura de lfquido mas baja que la primera aleacion alimentada a la camara central.

Las figuras 5a, 5b y 5c son vistas en planta que representan algunas disposiciones alternativas de la camara de alimentacion que pueden ser usadas con la presente invencion.

La figura 6 es una vista ampliada en seccion parcial de una porcion de la figura 1 que representa un sistema de control de curvatura.

La figura 7 es una vista en planta de un molde que representa los efectos de la curvatura variable de la pared divisoria.

La figura 8 es una vista ampliada de una porcion de la figura 1 que ilustra una pared divisoria ahusada entre aleaciones.

La figura 9 es una vista en planta de un molde que representa una configuracion especialmente preferida de una pared divisoria.

La figura 10 es una vista esquematica que representa el sistema de control de nivel de metal de la presente invencion.

La figura 11 es una vista en perspectiva de un sistema de alimentacion para una de las camaras de alimentacion de la presente invencion.

La figura 12 es una vista en planta de un molde que representa otra configuracion preferida de la pared divisoria.

La figura 13 es una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre un par de aleaciones adyacentes usando el metodo de la presente invencion que representa la formacion de parffculas intermetalicas en la aleacion opuesta.

La figura 14 es una microfotograffa de una seccion a traves de la misma cara de union que en la figura 13 que

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representa la formacion de penachos o exudados intermetalicos.

La figura 15 es una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre un par de aleaciones adyacentes procesadas en condiciones fuera del alcance de la presente invencion.

La figura 16 es una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre una capa de aleacion de revestimiento y una aleacion de nucleo colada usando el metodo de la presente invencion.

La figura 17 es una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre una capa de aleacion de revestimiento y una aleacion de nucleo colada usando el metodo de la presente invencion, y que ilustra la presencia de componentes de aleacion de nucleo unicamente a lo largo de lfmites de grano de la aleacion de revestimiento en la cara de union.

La figura 18 una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre una capa de aleacion de revestimiento y una aleacion de nucleo colada usando el metodo de la presente invencion, y que ilustra la presencia de componentes de aleacion difundidos como en la figura 17.

Y la figura 19 es una microfotograffa de una seccion a traves de la cara de union entre una capa de aleacion de revestimiento y una aleacion de nucleo colada usando el metodo de la presente invencion, y que tambien ilustra la presencia de componentes de aleacion difundidos como en la figura 17.

Mejores modos de llevar a la practica la invencion

Con referencia a la figura 1, el conjunto de molde de colada rectangular 10 tiene paredes de molde 11 que forman parte de una camisa de agua 12 desde la que se dispensa una corriente de agua refrigerante 13.

La porcion de alimentacion del molde esta dividida por una pared divisoria 14 en dos camaras de alimentacion. Un canal de suministro de metal fundido 30 y una boquilla de distribucion 15 equipada con un estrangulador ajustable 32 alimenta una primera aleacion a una camara de alimentacion y un segundo canal de suministro de metal 24 equipado con un canal lateral, una boquilla de distribucion 16 y un estrangulador ajustable 31 alimenta una segunda aleacion a una segunda camara de alimentacion. Los estranguladores ajustables 31, 32 se ajustan manualmente o en respuesta a alguna senal de control para regular el flujo de metal a las respectivas camaras de alimentacion. Una unidad de bloque inferior verticalmente movil 17 soporta el lingote compuesto embrionico que se esta formando y encaja en el extremo de salida del molde anterior para iniciar una colada y a continuacion se baja para poder formar el lingote.

Como se representa mas claramente con referencia a la figura 2, en la primera camara de alimentacion, el cuerpo de metal fundido 18 se enfffa gradualmente de manera que forme una superficie de autosoporte 27 adyacente al extremo inferior de la pared divisoria y luego forma una zona 19 que esta entre lfquido y solido y a menudo se denomina como una zona pulposa. Debajo de esta zona pulposa o semisolida hay una aleacion metalica solida 20. A la segunda camara de alimentacion se alimenta un flujo lfquido de segunda aleacion 21 que tiene una temperatura de lfquido mas baja que la primera aleacion 18. Este metal tambien forma una zona pulposa 22 y eventualmente una porcion solida 23.

La superficie de autosoporte 27 experimenta ffpicamente una ligera contraccion cuando el metal se separa de la pared divisoria 14, luego una ligera expansion cuando las fuerzas de dispersion producidas, por ejemplo, por la carga metalostatica del metal 18 llegan a apoyar. La superficie de autosoporte tiene resistencia suficiente para restringir tales fuerzas incluso aunque la temperatura de la superficie pueda ser superior a la temperatura de solido del metal 18. Una capa de oxido en la superficie puede contribuir a este equilibrio de fuerzas.

La temperatura de la pared divisoria 14 se mantiene a una temperatura deseada predeterminada por medio de un fluido de control de temperatura que pasa a traves de un canal cerrado 33 que tiene una entrada 36 y una salida 37 para suministro y extraccion de fluido de control de temperatura que extrae calor de la pared divisoria con el fin de crear una interfaz enfriada que sirve para controlar la temperatura de la superficie de autosoporte 27 debajo del extremo inferior de la pared divisoria 35. La superficie superior 34 del metal 21 en la segunda camara se mantiene entonces en una posicion debajo del borde inferior 35 de la pared divisoria 14 y al mismo tiempo la temperatura de la superficie de autosoporte 27 se mantiene de tal manera que la superficie 34 del metal 21 contacte dicha superficie de autosoporte 27 en un punto donde la temperatura de la superficie 27 esta entre la temperatura de solido y ffquido del metal 18. Tfpicamente la superficie 34 se controla en un punto ligeramente por debajo del borde inferior 35 de la pared divisoria 14, generalmente dentro de aproximadamente 2 a 20 mm del borde inferior. La capa de interfaz asf formada entre las dos corrientes de aleacion en este punto forma una union metalurgica muy fuerte entre las dos capas sin mezcla excesiva de las aleaciones.

El flujo de refrigerante (y la temperatura) requerido para establecer la temperatura de la superficie de autosoporte 27 del metal 18 dentro del rango deseado se determina por lo general empmcamente utilizando pequenos termopares que se incrustan en la superficie 27 del lingote de metal cuando se forma y, una vez establecido para una

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composicion y temperatura de colada dadas para el metal 18 (siendo la temperatura de colada la temperatura a la que se suministra el metal 18 al extremo de entrada de la camara de alimentacion), forma parte de la practica de colada de dicha aleacion. Se ha hallado en particular que, a un flujo de refrigerante fijo a traves del canal 33, la temperatura del refrigerante que sale del canal de refrigerante de pared divisoria medida en la salida 37 se correlaciona bien con la temperatura de la superficie de autosoporte del metal en posiciones predeterminadas debajo del borde inferior de la pared divisoria, y por lo tanto proporciona un medio simple y efectivo de controlar dicha temperatura cntica proporcionando un dispositivo de medicion de temperatura tal como un termopar o termistor 40 en la salida del canal de refrigerante.

La figura 3 es esencialmente el mismo molde que el de la figura 1, pero en este caso se usa un par de paredes divisorias 14 y 14a que dividen la boca del molde en tres camaras de alimentacion. Hay una camara central para la primera aleacion metalica y un par de camaras de alimentacion exteriores para una segunda aleacion metalica. Las camaras de alimentacion exteriores pueden estar adaptadas para una segunda y una tercera aleacion metalica, en cuyo caso los extremos inferiores de las paredes divisorias 14 y 14a se pueden colocar de forma diferente y el control de temperatura puede diferir con respecto a las dos paredes divisorias dependiendo de los requisitos particulares de colada y crear interfaces fuertemente unidas entre las aleaciones primera y segunda y entre las aleaciones primera y tercera.

Como se representa en la figura 4, tambien es posible invertir las aleaciones de modo que las corrientes de primera aleacion sean alimentadas a las camaras de alimentacion exteriores y una corriente de segunda aleacion sea alimentada a la camara de alimentacion central.

La figura 5 representa en vista en planta varias disposiciones de camara mas complejas. En cada una de estas disposiciones hay una pared exterior 11 representada para el molde y las paredes divisorias interiores 14 que separan las camaras individuales. Cada pared divisoria 14 entre camaras adyacentes debe estar colocada y controlada termicamente de tal manera que se mantengan las condiciones de colada aqu descritas. Esto quiere decir que las paredes divisorias pueden extenderse hacia abajo de la entrada del molde y terminar en posiciones diferentes y pueden ser controladas a diferentes temperaturas y los niveles de metal en cada camara pueden controlarse a diferentes niveles segun los requisitos de la practica de colada.

Con la invencion reivindicada mas adelante, la pared divisoria 14 es flexible o capaz de tener una curvatura variable en el plano del molde como se representa en las figuras 6 y 7. La curvatura se cambia normalmente entre la posicion de arranque 14' y la posicion de estado de regimen 14 con el fin de mantener una interfaz constante durante toda la colada. Esto se logra por medio de un brazo 25 unido en un extremo a la parte superior de la pared divisoria 14 y movido en una direccion horizontal por un accionador lineal 26. Si es necesario, el accionador esta protegido por un protector termico 42.

Las propiedades termicas de las aleaciones vanan considerablemente y la cantidad y el grado de variacion de la curvatura se predetermina en base a las aleaciones seleccionadas para las varias capas en el lingote. Por lo general, se determinan empmcamente como parte de una practica de colada para un producto concreto.

Como se representa en la figura 8, la pared divisoria 14 tambien puede estar ahusada 43 en la direccion vertical en el lado del metal 18. Este ahusamiento puede variar a lo largo de la longitud de la pared divisoria 14 para controlar mas la forma de la interfaz entre capas de aleacion adyacentes. El ahusamiento tambien se puede usar en la pared exterior 11 del molde. Este ahusamiento o forma se pueden establecer usando principios, por ejemplo, como los descritos en US 6.260.602 (Wagstaff) y de nuevo dependeran de las aleaciones seleccionadas para las capas adyacentes.

La pared divisoria 14 se fabrica a partir de metal (acero o aluminio por ejemplo) y se puede fabricar en parte a partir de grafito, por ejemplo usando un inserto de grafito 46 en la superficie ahusada. Tambien se puede usar canales de suministro de aceite 48 y ranuras 47 para proporcionar lubricantes o sustancias divisorias. Naturalmente, los insertos y las configuraciones de suministro de aceite pueden usarse en las paredes exteriores de manera conocida en la tecnica.

Una realizacion preferida particular de la pared divisoria se representa en la figura 9. La pared divisoria 14 se extiende sustancialmente paralela a la pared lateral de molde 11 a lo largo de una o ambas caras largas (de laminado) de un lingote de seccion transversal rectangular. Cerca de los extremos de los lados largos del molde, la pared divisoria 14 tiene curvas de 90° 45 y termina en posiciones 50 en la pared lateral larga 11, en vez de extenderse completamente a las paredes laterales cortas. El lingote de revestimiento colado con dicha pared divisoria se puede laminar para mantener mejor la forma del revestimiento sobre la anchura de la hoja que tiene lugar en procesos mas convencionales de revestimiento por laminado. El ahusamiento descrito en la figura 8 tambien puede aplicarse a este diseno, donde, por ejemplo, se puede usar un alto grado de ahusamiento en la superficie curvada 45 y un grado medio de ahusamiento en la seccion recta 44.

La figura 10 representa un metodo de controlar el nivel de metal en un molde de colada que puede ser usado en cualquier molde de colada, ya sea o no para colada en lingotes en capas, pero es especialmente util para controlar

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el nivel de metal en los espacios reducidos que puede haber en algunas camaras de metal en moldes para colar lingotes de capas multiples. Un suministro de gas 51 (ffpicamente un cilindro de gas inerte) esta montado en un controlador de flujo 52 que suministra un flujo pequeno de gas a un tubo de suministro de gas con un extremo abierto 53 que esta colocado en una posicion de referencia 54 dentro del molde. El diametro interior del tubo de suministro de gas en su salida es ffpicamente de entre 3 y 5 mm. La posicion de referencia se selecciona de manera que este debajo de la superficie superior del metal 55 durante una operacion de colada, y esta posicion de referencia puede variar dependiendo de los requisitos de la practica de colada.

Un transductor de presion 56 esta montado en el tubo de suministro de gas en un punto entre el controlador de flujo y el extremo abierto con el fin de medir la contrapresion de gas en el tubo. Este transductor de presion 56 produce, a su vez, una senal que se puede comparar con una senal de referencia para controlar el flujo de metal que entra en la camara por medios conocidos por los expertos en la tecnica. Se puede usar, por ejemplo, un tapon refractario ajustable 57 en un tubo refractario 58 alimentado, a su vez, desde un canal de suministro de metal 59. En el uso, el flujo de gas se ajusta a un nivel bajo suficiente para mantener abierto el extremo del tubo de suministro de gas. Se usa una pieza de fibra refractaria insertada en el extremo abierto del tubo de suministro de gas para amortiguar las fluctuaciones de presion producidas por la formacion de burbujas. La presion medida determina entonces el grado de inmersion del extremo abierto del tubo de suministro de gas debajo de la superficie del metal en la camara y por lo tanto el nivel de la superficie de metal con respecto a la posicion de referencia y la tasa de flujo de metal a la camara se controla por lo tanto para mantener la superficie de metal en una posicion predeterminada con respecto a la posicion de referencia.

El controlador de flujo y el transductor de presion son dispositivos comunmente disponibles. Sin embargo, se prefiere en particular que el controlador de flujo sea capaz de control de flujo fiable en el rango de 5 a 10 cc/minuto de flujo de gas. Un transductor de presion capaz de medir presiones a aproximadamente 0,1 psi (0,689 kPa) proporciona una buena medida de control del nivel de metal (dentro de 1 mm) en la presente invencion y la combinacion proporciona un buen control incluso en vista de ligeras fluctuaciones de la presion producidas por el lento burbujeo a traves del extremo abierto del tubo de suministro de gas.

La figura 11 representa una vista en perspectiva de una porcion de la parte superior del molde de la presente invencion. Se representa un sistema de alimentacion para una de las camaras de metal, especialmente adecuado para alimentar metal a una camara de alimentacion estrecha como la que se puede usar para producir una superficie de revestimiento en un lingote. En este sistema de alimentacion, se facilita junto a la camara de alimentacion un canal 60 al que estan conectados varios labios de colada descendentes pequenos 61 que terminan debajo de la superficie del metal. Bolsas de distribucion 62 hechas de tejido refractario por medios conocidos en la tecnica estan instaladas alrededor de la salida de cada labio de colada descendente 61 para mejorar la uniformidad de la distribucion y temperatura del metal. A su vez, el canal es alimentado desde un canal 68 en el que un solo labio de colada descendente 69 se extiende al metal en el canal y en el que se inserta un tapon de control de flujo (no representado) de diseno convencional. El canal se coloca y nivela de modo que el metal fluya uniformemente a todas las posiciones.

La figura 12 muestra otra disposicion preferida de paredes divisorias 14 para colar un revestimiento de lingote de seccion transversal rectangular en dos caras. Las paredes divisorias tienen una seccion recta 44 sustancialmente paralela a la pared lateral de molde 11 a lo largo de una o ambas caras largas (de laminado) de un lingote de seccion transversal rectangular. Sin embargo, en este caso cada pared divisoria tiene porciones de extremo curvadas 49 que intersecan la pared de extremo mas corta del molde en las posiciones 41. Esto es util de nuevo para mantener la forma del revestimiento sobre la anchura de la hoja que tiene lugar en procesos mas convencionales de revestimiento por laminado. Aunque se ilustra para revestimiento en dos caras, se puede usar igualmente para revestimiento en una sola cara del lingote.

La figura 13 es una microfotograffa a ampliacion 15X que representa la interfaz 80 entre una aleacion de Al-Mn 81 (X904 conteniendo 0,74% en peso de Mn, 0,55% en peso de Mg, 0,3% en peso de Cu, 0,17% en peso, 0,07% en peso de Si y el equilibrio Al e impurezas inevitables) y una aleacion de Al-Si 82(AA4147 conteniendo 12% en peso de Si, 0,19% en peso de Mg y el equilibrio Al e impurezas inevitables) colada en las condiciones de la presente invencion. La aleacion de Al-Mn tema una temperatura de solido de 1190°F (643°C) y una temperatura de ffquido de 1215°F (657°C). La aleacion de Al-Si tema una temperatura de solido de 1070°F (576°C) y una temperatura de lfquido de 1080°F (582°C). La aleacion de Al-Si se alimento al molde de colada de tal manera que la superficie superior del metal se mantuviese de modo que contactase la aleacion de Al-Mn en una posicion donde se establecio una superficie de autosoporte en la aleacion de Al-Mn, pero su temperatura estaba entre las temperaturas de solido y lfquido de la aleacion de Al-Mn.

Hay en la muestra una interfaz clara que indica mezcla no general de aleaciones, pero ademas, parffculas de compuestos intermetalicos conteniendo Mn 85 son visibles en una banda de aproximadamente 200 pm dentro de la aleacion de Al-Si 82 adyacente a la interfaz 80 entre las aleaciones de Al-Mn y Al-Si. Los compuestos intermetalicos son principalmente MnAl6 y alpha-AlMn.

La figura 14 es una microfotograffa a ampliacion 200X que representa la interfaz 80 de la misma combinacion de

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aleaciones que en la figura 13 donde la temperatura de la autosuperficie no se dejo por debajo de la temperature de solido de la aleacion de Al-Mn antes de la aleacion de Al-Si contactase con ella. Se observo un penacho o exudado 88 que se extendfa desde la interfaz 80 a la aleacion de Al-Si 82 desde la aleacion de Al-Mn 81 y el penacho o exudado tiene una composicion intermetalica conteniendo Mn que es similar a las parffculas de la figura 13. Los penachos o exudados se extienden ffpicamente hasta 100 pm al metal contiguo. La union resultante entre las aleaciones es una union metalurgica fuerte. Las parffculas de compuestos intermetalicos conteniendo Mn 85 tambien son visibles en esta microfotograffa y tienen un tamano ffpicamente de hasta 20 pm.

La figura 15 es una microfotograffa (a ampliacion 300X) que representa la interfaz entre una aleacion de Al-Mn (AA3003) y una aleacion de Al-Si (AA4147), pero donde la superficie de autosoporte de Al-Mn se enfrio mas de aproximadamente 5°C por debajo de la temperatura de solido de la aleacion de Al-Mn, punto en el que la superficie superior de la aleacion de Al-Si contacto la superficie de autosoporte de la aleacion de Al-Mn. La lmea de union 90 entre las aleaciones es claramente visible, lo que indica que por ello se formo una union metalurgica pobre. Tambien hay una ausencia de exudados o composiciones intermetalicas dispersadas de la primera aleacion en la segunda aleacion.

Se colaron varias combinaciones de aleaciones segun el proceso de la presente invencion. Las condiciones se ajustaron de modo que la temperatura superficial de la primera aleacion estuviese entre su temperatura de solido y lfquido en la superficie superior de la segunda aleacion. En todos los casos, las aleaciones se colaron a lingotes de 690 mm x 1590 mm y 3 metros de largo y luego se procesaron mediante precalentamiento convencional, laminado en caliente y laminado en fffo. Las combinaciones de aleaciones coladas se indican en la tabla 1 siguiente. Usando terminologfa convencional, el “nucleo” es la capa de soporte mas gruesa en un compuesto de dos aleaciones y el “revestimiento” es la capa superficial funcional. En la tabla, la primera aleacion es la aleacion colada primero y la segunda aleacion es la aleacion puesta en contacto con la superficie de autosoporte de la primera aleacion.

Tabla 1

: Primera aleacion Segunda aleacion

Colada: Posicion y aleacion Rango L-S (° C) Temperatura de colada (°C) Posicion y aleacion Rango L-S (° C) Temperatura de colada (°C)

051804: Revestimiento 0303 660-659 664-665 Nucleo 3104 654-629 675-678

030826: Revestimiento 1200 657-646 685-690 Nucleo 2124 638-502 688-690

031013: Revestimiento 0505 660-659 692-690 Nucleo 6082 645-563 680-684

030827: Revestimiento 1050 657-646 695-697 Nucleo 6111 650-560 686-684

En cada uno de estos ejemplos, el revestimiento era la primera aleacion a solidificar y la aleacion de nucleo se aplico a la aleacion de revestimiento en un punto donde se habfa formado una superficie de autosoporte, pero donde la temperatura superficial todavfa estaba dentro del rango L-S indicado anteriormente. Esto se puede comparar con el ejemplo anterior para hoja de soldadura dura donde la aleacion de revestimiento terna un rango de fusion mas bajo que la aleacion de nucleo, en cuyo caso la aleacion de revestimiento (la “segunda aleacion”) se aplico a la superficie de autosoporte de la aleacion de nucleo (la “primera aleacion”). Se tomaron microfotograffas de la interfaz entre el revestimiento y el nucleo en las cuatro coladas anteriores. Las microfotograffas se tomaron a ampliacion 50X. En cada imagen, la capa de “revestimiento” aparece a la izquierda y la capa de “nucleo” a la derecha.

La figura 16 representa la interfaz de Colada #051804 entre la aleacion de revestimiento 0303 y la aleacion de nucleo 3104. La interfaz es clara a partir del cambio en la estructura de grano al pasar del material de revestimiento a la capa de nucleo relativamente mas aleada.

La figura 17 representa la interfaz de Colada #030826 entre la aleacion de revestimiento 1200 y la aleacion de nucleo 2124. La interfaz entre las capas la representa la lmea de puntos 94 en la figura. En esta figura, los componentes de aleacion de la aleacion 2124 estan presentes en los ffmites de grano de la aleacion 1200 dentro de una distancia corta de la interfaz. Parecen “dedos” espaciados de material en la figura, de los que se ilustra uno con el numero 95.' se puede ver que los componentes de aleacion 2124 se extienden una distancia de aproximadamente 50 pm, que corresponde ffpicamente a un solo grano de la aleacion 1200 en estas condiciones.

La figura 18 representa la interfaz de Colada #031013 entre la aleacion de revestimiento 0505 y la aleacion de nucleo 6082 y la figura 19 representa la interfaz de Colada #030827 entre la aleacion de revestimiento 1050 y la aleacion de nucleo 6111. En cada una de estas figuras, la presencia de componentes de aleacion de la aleacion de nucleo es visible de nuevo en los lfmites de grano de la aleacion de revestimiento inmediatamente adyacente a la

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interfaz.

1. Un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de una o varias composiciones de aleacion, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando las paredes divisorias encima del extremo de salida de dicho molde, estando cada camara de alimentacion adyacente a al menos otra camara de alimentacion, donde por cada par de las camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara, teniendo cada uno de los banos de metal una superficie superior, contactando el bano de primera aleacion con la pared divisoria entre el par de camaras para enfriar por ello el bano de primera aleacion para formar una superficie de autosoporte adyacente a la pared divisoria y permitir que el bano de segunda aleacion contacte el bano de primera aleacion de tal manera que el bano de segunda aleacion contacte primero la superficie de autosoporte del bano de primera aleacion en un punto donde la temperatura de la superficie de autosoporte esta entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion, por lo que los dos banos de aleacion se unen como dos capas y enfnan las capas de aleacion unidas formando un lingote compuesto.

2. Un metodo segun 1, donde las aleaciones primera y segunda tienen la misma composicion.

3. Un metodo segun 1, donde la primera aleacion y las segundas aleaciones tienen composiciones diferentes.

4. Un metodo segun 1, donde la superficie superior de la segunda aleacion contacta la superficie de autosoporte de la primera aleacion en una posicion donde la temperatura de la superficie de autosoporte de la primera aleacion esta entre sus temperaturas de solido y lfquido.

5. Un metodo segun 4, donde la superficie superior de la segunda aleacion contacta la superficie de autosoporte de la primera aleacion en una posicion donde la temperatura de la superficie de autosoporte de la primera aleacion esta entre sus temperaturas de solido y coherencia.

6. Un metodo segun 1, donde la temperatura de la segunda aleacion cuando contacta primero la superficie de autosoporte de la primera aleacion es mayor o igual a la temperatura de lfquido de la segunda aleacion.

7. Un metodo segun alguno de 1-6, donde las paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion constan de paredes divisorias de temperatura controlada entre cada camara del par de camaras.

8. Un metodo segun 7, donde las paredes divisorias de temperatura controlada sirven para controlar la temperatura de la superficie de autosoporte de la primera aleacion en la posicion donde la superficie superior de la segunda aleacion contacta la superficie de autosoporte.

9. Un metodo segun 7, donde un fluido de control de temperatura se pone en contacto con la pared divisoria de temperatura controlada para controlar el calor quitado o anadido mediante la pared divisoria.

10. Un metodo segun 9, donde el fluido de control de temperatura fluye a traves de un canal cerrado y la temperatura de la superficie de autosoporte se controla midiendo la temperatura de salida del fluido que sale del canal.

11. Un metodo segun alguno de 1-10, donde la superficie superior del bano de segunda aleacion se mantiene a un nivel por debajo del extremo inferior de la pared divisoria.

12. Un metodo segun 11, donde la superficie superior del bano de segunda aleacion se mantiene dentro de 2 mm del borde inferior de la pared divisoria.

13. Un metodo segun alguno de 1-12, donde la curvatura de la pared divisoria se vana durante la colada.

14. Un metodo segun alguno de 1-12, donde la pared divisoria esta provista de un ahusamiento hacia fuera en la cara en contacto con la primera aleacion.

15. Un metodo segun 14, donde el ahusamiento vana a lo largo de la longitud de la pared divisoria.

16. Un metodo segun 1, donde la posicion de una o varias de las superficies superiores de bano de metal se controla proporcionando una fuente de gas, suministrando el gas por medio de un tubo de extremos abiertos donde el extremo abierto es la posicion en un punto de referencia dentro de una camara de tal manera que, en el uso, el extremo abierto estara debajo de la superficie superior en dicha camara, controlando la tasa de flujo del gas para mantener una tasa lenta de flujo de gas a traves del tubo a una tasa suficiente para mantener el tubo abierto,

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midiendo la presion del gas en el tubo, comparando la presion medida con un objetivo predeterminado y ajustando el flujo de metal a la camara para mantener la superficie superior en una posicion deseada.

17. Un metodo segun 1, donde el molde tiene una seccion transversal rectangular e incluye dos camaras de alimentacion de diferentes tamanos orientadas paralelas a la cara larga del molde rectangular con el fin de formar un lingote rectangular con revestimiento en una cara.

18. Un metodo segun 17, donde la primera aleacion es alimentada a la mayor de las dos camaras de alimentacion.

19. Un metodo segun 17, donde la segunda aleacion es alimentada a la mayor de las dos camaras de alimentacion.

20. Un metodo segun 17, 18 o 19, donde la pared divisoria es sustancialmente paralela a la cara larga del molde con

porciones de extremo curvadas que terminan en las paredes largas del molde.

21. Un metodo segun 17, 18 o 19, donde la pared divisoria es sustancialmente paralela a la cara larga del molde con porciones de extremo curvadas que terminan en las paredes de extremo cortas del molde.

22. Un metodo segun 1, donde el molde tiene una seccion transversal rectangular e incluye tres camaras de alimentacion orientadas paralelas a la cara larga del molde rectangular, donde la camara central es mayor que cualquiera de las dos camaras laterales con el fin de formar un lingote rectangular con revestimiento en dos caras.

23. Un metodo segun 22, donde la primera aleacion es alimentada a la camara central.

24. Un metodo segun 22, donde la segunda aleacion es alimentada a la camara central.

25. Un metodo segun 22, 23 o 24, donde la pared divisoria es sustancialmente paralela a la cara larga del molde con

porciones de extremo curvadas que terminan en las paredes largas del molde.

26. Un metodo segun 22, 23 o 24, donde la pared divisoria es sustancialmente paralela a la cara larga del molde con porciones de extremo curvadas que terminan en las paredes de extremo cortas del molde.

27. Un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de una o varias composiciones de aleacion, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida, donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando las paredes divisorias encima del extremo de salida del molde, siendo cada camara de alimentacion adyacente a al menos otra camara de alimentacion, donde por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara, teniendo cada uno de los banos de metal una superficie superior, contactar el bano de primera aleacion con la pared divisoria entre el par de camaras para enfriar por ello el bano de primera aleacion para formar una superficie de autosoporte adyacente a la pared divisoria y permitir que el bano de segunda aleacion contacte el bano de primera aleacion de tal manera que el bano de segunda aleacion contacte la superficie de autosoporte del bano de primera aleacion en un punto donde la temperatura de la superficie de autosoporte esta por debajo de las temperaturas de solido de la primera aleacion para formar una interfaz entre la primera aleacion y la segunda aleacion, y recalentar la interfaz a una temperatura entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion, por lo que los dos banos de aleacion se unen como dos capas y enfnan las capas de aleacion unidas formando un lingote compuesto.

28. Un metodo segun 27, donde la interfaz es recalentada por el calor latente de la primera aleacion y la segunda aleacion.

29. Un metodo segun 27, donde la temperatura de la segunda aleacion cuando contacta primero la superficie de autosoporte de la primera aleacion es mayor o igual a la temperatura de lfquido de la segunda aleacion.

30. Aparato de colada para la produccion de lingotes metalicos compuestos, incluyendo un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior movil adaptado para encajar dentro del extremo de salida y movil en una direccion a lo largo del eje del molde anular, donde el extremo de alimentacion del molde se divide en al menos dos camaras de alimentacion separadas, siendo cada camara de alimentacion adyacente a al menos otra camara de alimentacion, y donde pares adyacentes de camaras de alimentacion estan separados por una pared divisoria de temperatura controlada que termina encima del extremo de salida del molde, un medio para suministrar metal a cada camara de alimentacion, un medio para controlar el flujo de metal a cada camara de alimentacion, y un aparato de control de nivel de metal por cada camara de tal manera que en pares adyacentes de camaras el nivel de metal en la primera camara se pueda mantener en una posicion encima del extremo inferior de dicha pared divisoria de temperatura controlada y en la segunda camara se pueda

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mantener en una posicion diferente con relacion al nivel de metal en la primera camara.

31. Un aparato de colada segun 30, donde el nivel de metal en la segunda camara se puede mantener en una posicion debajo del extremo inferior de la pared divisoria.

32. Un aparato de colada segun 30, donde un canal cerrado para fluido de control de temperatura que tiene una entrada y una salida esta conectado con la pared divisoria de temperatura controlada.

33. Un aparato de colada segun 32, donde un dispositivo medidor de temperatura esta dispuesto en la salida de fluido.

34. Un aparato de colada segun alguno de 30-33, incluyendo un accionador lineal y brazo de control montados en la pared divisoria de temperatura controlada de modo que la curvatura de la pared divisoria se pueda variar.

35. Un aparato de colada segun alguno de 30-33, donde la pared divisoria de temperatura controlada esta ahusada hacia fuera en la superficie que mira a la primera camara.

36. Un aparato de colada segun 35, donde el ahusamiento se vana a lo largo de la longitud de la pared divisoria.

37. Un aparato de colada segun 30, incluyendo un inserto de grafito en la superficie de la pared divisoria de control de temperatura que mira a la primera camara.

38. Un aparato de colada segun 30, incluyendo un canal de distribucion de fluido para proporcionar una capa lubricante o de separacion a la superficie de la pared divisoria.

39. Un aparato de colada segun 35, donde el grafito es poroso y se adopta uno o varios canales de suministro de fluido en la pared divisoria de temperatura controlada para suministrar fluido mediante el grafito poroso a la superficie de la pared divisoria que mira a la primera camara.

40. Un aparato de colada segun 30, donde el aparato de control de nivel de metal incluye una fuente de gas, un controlador de flujo para controlar el flujo de gas de la fuente, un tubo conectado al controlador de flujo en un extremo y abierto en el otro extremo, y un manometro montado el tubo para medir la presion de gas en el tubo, estando colocado el extremo abierto del tubo dentro de la camara en una posicion predeterminada con respecto al cuerpo del molde, de tal manera que en el uso el extremo abierto del tubo este sumergido en el metal en la camara, donde el medio para controlar el flujo de metal a la camara es controlado en respuesta a la presion medida del manometro para mantener el nivel de metal en una posicion predeterminada.

41. Un aparato de colada segun 30, donde el medio para suministrar metal a la camara incluye un canal de suministro de metal y uno o varios tubos de suministro de metal de extremos abiertos conectados al canal.

42. Un aparato de colada segun 41, donde el uno o varios tubos de extremos abiertos se colocan dentro de la camara de modo que en el uso el extremo abierto este sumergido en metal.

43. Un lingote colado de metal compuesto incluyendo una pluralidad de capas longitudinales sustancialmente paralelas con capas adyacentes formadas de aleaciones de composiciones diferentes donde la interfaz entre capas de aleaciones adyacentes tiene forma de una union metalurgica sustancialmente continua, caracterizado ademas por la presencia de partfculas que tienen una o varias composiciones intermetalicas de una de las aleaciones adyacentes dispersadas dentro de una region de la segunda de las aleaciones adyacentes junto a la interfaz.

44. Un lingote colado de metal compuesto segun 43, caracterizado ademas por la presencia de penachos o exudados que tienen una o varias composiciones intermetalicas en una de las aleaciones adyacentes que se extienden a la segunda de las aleaciones adyacentes de la interfaz.

45. Un lingote colado de metal compuesto segun 43, caracterizado ademas por la presencia de una capa dentro de la segunda de las aleaciones adyacentes junto a dicha interfaz conteniendo elementos de la primera de las aleaciones adyacentes dispersadas dentro de la capa.

46. Un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de aleaciones diferentes, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando las paredes divisorias encima del extremo de salida de dicho molde, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion, donde por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para

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formar un bano de metal en la segunda camara, teniendo cada uno de los banos de metal una superficie superior y donde las paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion constan de paredes divisorias de temperatura controlada entre cada camara del par de camaras de tal manera que la temperatura de la interfaz donde las dos corrientes entran en contacto debajo de la pared divisoria de temperatura controlada se mantenga a una temperatura por encima de la temperatura de solido de ambas aleaciones, por lo que las dos corrientes de aleacion se unen como dos capas y enfnan las capas de aleacion unidas para formar un lingote compuesto.

47. Un metodo segun 46, donde la temperatura de una de las dos corrientes de aleacion donde las dos corrientes entran en contacto se mantiene a una temperatura por debajo de la temperatura de lfquido.

48. Un metodo segun 47, donde la temperatura de la otra de las dos corrientes de aleacion donde las dos corrientes entran en contacto se mantiene a una temperatura por encima de la temperatura de lfquido.

49. Un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de aleaciones diferentes, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando dichas paredes divisorias encima de dicho extremo de salida del molde, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion, donde por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda camara del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara, teniendo cada uno de los banos de metal una superficie superior y donde las paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion son flexibles y la forma de las paredes divisorias se ajusta durante el proceso de colada, por lo que las dos corrientes de aleacion se unen como dos capas y enfnan las capas de aleacion unidas para formar un lingote compuesto que tiene una interfaz uniforme en todo el.

50. Aparato de colada para la produccion de lingotes metalicos compuestos, incluyendo un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior movil adaptado para encajar dentro del extremo de salida y movil en una direccion a lo largo del eje del molde anular, donde el extremo de alimentacion del molde esta dividido en al menos dos camaras de alimentacion separadas, siendo cada camara de alimentacion adyacente a al menos otra camara de alimentacion, y donde pares adyacentes de camaras de alimentacion estan separados por una pared divisoria que termina encima del extremo de salida del molde, donde la pared divisoria es flexible y se facilita uno o varios accionadores lineales y brazos de control montados en la pared divisoria para poder variar la forma de la pared divisoria durante una operacion de colada.

51. Un metodo para la colada de un lingote de metal, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, donde se alimenta una corriente de metal fundido al extremo de alimentacion para formar un bano de metal que tiene una superficie superior donde la posicion de las superficies superiores es controlada proporcionando una fuente de gas, suministrar el gas por medio de un tubo de extremos abiertos donde el extremo abierto se coloca en un punto predeterminado de referencia dentro del molde de tal manera que el extremo abierto este por debajo de la superficie superior del bano de metal, controlar la tasa de flujo del gas para mantener una tasa lenta de flujo de gas a traves de dicho tubo a una tasa suficiente para mantener el tubo abierto, medir la presion del gas en el tubo, comparar la presion medida con un objetivo predeterminado y ajustar el flujo de metal al molde para mantener la superficie en una posicion deseada.

52. Aparato de colada para la produccion de lingotes de metal, incluyendo un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior movil adaptado para encajar dentro del extremo de salida y movil en una direccion a lo largo del eje del molde anular, un medio para suministrar metal al molde, un medio para controlar el flujo de metal al molde, y un aparato de control de nivel de metal incluyendo una fuente de gas, un controlador de flujo para controlar el flujo del gas procedente de dicha fuente, un tubo conectado a dicho flujo controlado en un extremo y abierto en el otro extremo, un manometro montado en el tubo para medir la presion de gas en el tubo, donde el extremo abierto del tubo se coloca dentro de la camara en una posicion predeterminada con respecto al cuerpo del molde, de tal manera que en el uso el extremo abierto del tubo este sumergido en el metal en el molde, donde el medio para controlar el flujo de metal al molde se controla en respuesta a la presion medida del manometro para mantener el nivel de metal en una posicion predeterminada.

53. Un metodo de colar un lingote de metal compuesto, incluyendo al menos dos capas de diferente composicion de aleacion, donde pares de capas adyacentes que constan de una primera aleacion y una segunda aleacion se forman aplicando la segunda aleacion en un estado fundido a la superficie de la primera aleacion mientras la superficie de la primera aleacion esta a una temperatura de entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion.

54. Un lingote de metal compuesto, incluyendo al menos dos capas de diferente composicion de aleacion, donde pares de capas adyacentes que constan de una primera aleacion y una segunda aleacion se forman aplicando la segunda aleacion en un estado fundido a la superficie de la primera aleacion mientras la superficie de la primera

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aleacion esta a una temperature de entre la temperature de solido y Kquido de la primera aleacion.

55. Un lingote de metal compuesto segun 54, donde la seccion transversal del lingote es rectangular y consta de una capa de nucleo de la primera aleacion y al menos una capa superficial de la segunda aleacion en el lado largo de la seccion rectangular.

56. Un lingote de metal compuesto segun 55, donde la primera aleacion es una aleacion de aluminio-manganeso y la segunda aleacion es una aleacion de aluminio-silicio.

57. Un producto de hoja compuesto que incluye un lingote de metal compuesto laminado en caliente y en fno como en 56.

58. Un producto de hoja compuesto segun 57, donde el producto de hoja incluye una hoja de soldadura dura.

59. Un producto de hoja compuesto segun la reivindicacion 58, donde el producto de hoja se incorpora a una estructura soldada usando un metodo de soldadura dura a base de flujo o sin flujo.

60. Un lingote de metal compuesto como se reivindica en 55, donde la primera aleacion es una aleacion de aluminio de desecho y la segunda aleacion es una aleacion de aluminio que tiene una conductividad termica superior a 190 W/m/K y un rango de solidificacion de menos de 50°C.

61. Un producto de hoja compuesto que incluye un lingote de metal compuesto laminado en caliente y en fno como en 60.

62. Un lingote de metal compuesto segun 55, donde la primera aleacion es una aleacion de aluminio-magnesio y la segunda aleacion es una aleacion de aluminio-silicio.

63. Un producto de hoja compuesto que incluye un lingote de metal compuesto laminado en caliente y en fno como en 62.

64. Un producto de hoja compuesto segun 63, donde el producto de hoja incluye un elemento estructural soldable para automocion.

65. Un lingote de metal compuesto segun 55, donde la primera aleacion es una aleacion termotratable de alta resistencia de aluminio y la segunda aleacion es una aleacion de aluminio que tiene una conductividad termica superior a 190 W/m/K y un rango de solidificacion de menos de 50°C.

66. Un producto de hoja compuesto que incluye un lingote de metal compuesto laminado en caliente y en fno como en 65.

67. Un producto de hoja compuesto segun 66, donde el producto de hoja incluye una hoja resistente a la corrosion para avion.

68. Un lingote de metal compuesto segun 55, donde la primera aleacion es una aleacion de aluminio-magnesio- silicio y la segunda aleacion es una aleacion de aluminio que tiene una conductividad termica superior a 190 W/m/K y un rango de solidificacion inferior a 50°C.

69. Un producto de hoja compuesto que incluye un lingote de metal compuesto laminado en caliente y en fno como en 68.

70. Un producto de hoja compuesto segun 69, donde el producto de hoja incluye un panel de cierre de automovil.

71. Un producto de lingote colado que consta de un lingote alargado incluyendo, en seccion transversal, dos o mas capas de aleacion separadas de diferente composicion de aleacion, donde la interfaz entre aleaciones adyacentes tiene forma de una union metalurgica sustancialmente continua, caracterizado ademas por la presencia de partfculas dispersadas de una o varias composiciones intermetalicas de una de las aleaciones adyacentes dentro de una region de la segunda de las aleaciones adyacentes junto a la interfaz.

72. Un producto de lingote colado segun 71, caracterizado ademas por la presencia de penachos o exudados en una o varias composiciones intermetalicas de una de las aleaciones adyacentes que se extienden desde la interfaz a una region de la segunda de las aleaciones adyacentes junto a la interfaz.

73. Un producto de lingote colado segun 71, caracterizado ademas por la presencia en el producto colado de una banda difusa adyacente a la interfaz y en la segunda de las capas de aleacion adyacentes conteniendo elementos de aleacion de la primera de las capas de aleacion adyacentes.

74. Un producto de lingote colado segun 71, caracterizado ademas por la presencia en el producto colado de una capa que tiene una cantidad reducida de partfculas intermetalicas dentro de la primera de las capas de aleacion adyacentes en la interfaz entre las capas.

5 75. Un producto de lingote colado segun 74, donde la capa que tiene una cantidad reducida de partfculas

intermetalicas tiene un grosor de entre 4 y 8 mm.

76. Un producto de lingote colado que consta de un lingote alargado incluyendo, en seccion transversal, dos o mas capas de aleacion separadas de diferente composicion de aleacion en capas adyacentes, donde la interfaz entre

10 aleaciones primera y segunda adyacentes tiene forma de una union metalurgica sustancialmente continua entre las aleaciones primera y segunda, estando presentes componentes de aleacion de la segunda aleacion unicamente con los lfmites de grano de la primera aleacion adyacentes la interfaz.

77. Un producto de lingote colado segun 76, donde los componentes de aleacion de la segunda aleacion formada 15 con los lfmites de grano de la primera aleacion son el resultado de aplicar la segunda aleacion en un estado fundido

a la superficie de la primera aleacion mientras la superficie de la primera aleacion esta a una temperatura de entre la temperatura de solido y lfquido de la primera aleacion.

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo para la colada de un lingote de metal compuesto incluyendo al menos dos capas formadas de aleaciones diferentes, que incluye proporcionar un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida donde se anade metal fundido en el extremo de alimentacion y se extrae un lingote solidificado del extremo de salida, y paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion en al menos dos camaras de alimentacion separadas, terminando dichas paredes divisorias encima de dicho extremo de salida del molde, donde cada camara de alimentacion es adyacente a al menos otra camara de alimentacion, donde por cada par de camaras de alimentacion adyacentes se alimenta una primera corriente de una primera aleacion a una del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la primera camara y se alimenta una segunda corriente de una segunda aleacion a traves de la segunda del par de camaras de alimentacion para formar un bano de metal en la segunda camara, teniendo cada uno de los banos de metal una superficie superior y

caracterizado porque

las paredes divisorias para dividir el extremo de alimentacion son flexibles y la forma de las paredes divisorias se ajusta durante el proceso de colada, por lo que las dos corrientes de aleacion se unen como dos capas y enfnan las capas de aleacion unidas para formar un lingote compuesto que tiene una interfaz uniforme en todo el.
2. Un metodo segun la reivindicacion 1, donde la curvatura de la pared divisoria se vana durante la colada.
3. Un metodo segun la reivindicacion 2, donde la curvatura se cambia entre una posicion de arranque y una posicion de estado de regimen para mantener una interfaz constante a traves de una pieza fundida.
4. Un metodo segun la reivindicacion 1, la reivindicacion 2 o la reivindicacion 3, donde la pared divisoria esta provista de un ahusamiento hacia fuera en la cara en contacto con la primera aleacion.
5. Un metodo segun la reivindicacion 4, donde el ahusamiento vana a lo largo de la longitud de la pared divisoria.
6. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente, donde el molde tiene una seccion transversal rectangular e incluye dos camaras de alimentacion de diferentes tamanos orientadas paralelas a la cara larga del molde rectangular con el fin de formar un lingote rectangular con revestimiento en una cara.
7. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el molde tiene una seccion transversal rectangular e incluye tres camaras de alimentacion orientadas paralelas a la cara larga del molde rectangular, donde la camara central es mayor que cualquiera de las dos camaras laterales con el fin de formar un lingote rectangular con revestimiento en dos caras.
8. Un metodo segun cualquier reivindicacion precedente e incluyendo contactar el bano de primera aleacion entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion.
9. Un metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 e incluyendo el paso de recalentar la interfaz a una temperatura entre las temperaturas de solido y lfquido de la primera aleacion.
10. Aparato de colada para la produccion de lingotes metalicos compuestos, incluyendo un molde anular de extremos abiertos que tiene un extremo de alimentacion y un extremo de salida y un bloque inferior movil adaptado para encajar dentro del extremo de salida y movil en una direccion a lo largo del eje del molde anular, donde el extremo de alimentacion del molde se divide en al menos dos camaras de alimentacion separadas, estando cada camara de alimentacion adyacente a al menos otra camara de alimentacion, y donde pares de camaras de alimentacion adyacentes estan separados por una pared divisoria que termina encima del extremo de salida del molde, donde la pared divisoria es flexible y se facilita uno o mas accionadores lineales y brazos de control unidos a la pared divisoria para poder variar la forma de la pared divisoria durante una operacion de colada.
11. Aparato segun la reivindicacion 10, donde dicho uno o varios accionadores lineales y brazos de control estan unidos a la pared divisoria de modo que la curvatura de la pared divisoria se pueda variar.
12. Aparato segun la reivindicacion 10 o la reivindicacion 11, donde la pared divisoria esta ahusada hacia fuera en la superficie que mira a una primera camara.
13. Aparato segun la reivindicacion 12, donde el ahusamiento se vana a lo largo de la longitud de la pared divisoria.