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Colada Continua. 67.50 Materiales Ferrosos y sus aplicaciones. Temas a Desarrollar. Descripción gral. de la Colada Continua. Teoría de la Colada Continua. Fases del funcionamiento. Altura de solidificación. Partes constitutivas del equipo. Inicio de la Colada Continua. Rendimiento.
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Colada Continua 67.50 Materiales Ferrosos y sus aplicaciones
Temas a Desarrollar • Descripción gral. de la Colada Continua. • Teoría de la Colada Continua. • Fases del funcionamiento. • Altura de solidificación. • Partes constitutivas del equipo. • Inicio de la Colada Continua. • Rendimiento.
Descripción gral. de la Colada Continua Fundamentos operacionales: • Formar un lingote de manera continua. • Extraer el lingote coordinadamente con la generación de uno nuevo.
Teoría de la Colada Continua La teoría que rige el funcionamiento de la Colada Continua es la de la difusividad térmica. D= l r c Donde: • les la conductividad térmica. • res la densidad • ces el calor específico D=0,014 para el acero D=0,284 para el Cu Por lo tanto la solidificación del acero se produce con grandes gradientes de temperatura
Esquema de Solidificación en la Colada Continua • La solidificación de la barra responde a la fórmula de Lighfoot: e=k T Donde: e= espesor de la capa solidificada en mm. T= es el tiempo en minutos. k= cte. de solidificación, que depende de: * Capacidad de enfriamiento del equipo. * Tipo de lingotera. * Temperatura del chorro. * Dimensión del lingote. (K adopta valores de entre 20 y 26 en lingotera y de entre 29 a 33 en enfriamiento secundario).
Fases del funcionamiento • Fase de contacto directo metal – lingotera. • Solidificación externa. • Separación por contracción. • Fase de separación de las paredes de lingotera. • Baja la velocidad de transferencia del calor • Aumenta la temperatura de la capa solidificada. • Fase de enfriamiento secundario. • Enérgica pulverización de agua en forma directa. • Se lleva la temperatura de la capa a entre 200 y 700 °C. • Fase de homogenización de temperatura. • Se produce en la zona de rodillos extractores. • Se eleva la temperatura hasta 950 / 1100°c.
Altura de solidificación • Siendo H la altura metalúrgica de solidificación: H= Ve. Ts Donde: Ve= velocidad de extracción. Ts= tiempo de solidificación. • Siendo L la distancia del primer cilindro de extracción, debe verificarse que: L > H A mayores Ve se requieren máquinas más largas, de ahí la necesidad de máquinas curvas.
Partes constitutivas de la Colada Continua • Las partes constitutivas de un sistema de colada continua son: • Torreta de carga. • Cuchara de colada. • Repartidor. • Lingotera. • Zona de enfriamiento secundario. • Rodillo extractores. • Cabezal de corte.
TORRETA GIRATORIA CUCHARA REPARTIDOR LINGOTERA ENFRIAMIENTO SECUNDARIO RODILLOS EXTRACTORES CORTE
Torreta • Posiciona la cuchara llena sobre el repartidor. • Libera las grúas para mayor productividad. • Permite la continuidad en la carga del sistema.
Cuchara • Transporta y contiene el acero líquido. • Facilita la eliminación de inclusiones. • Ya no se usan las tipo teteras, todas son por vaciado por el fondo, pudiendo ser: • Por barra taponadora. • Por clapeta con corredera.
Repartidor (o Tundish) • Actúa como compensador de flujo entre cuchara y molde. • Facilita la eliminación de escoria. • Distribuye el acero entre las diferentes líneas. • Genera chorros no turbulentos. • Se conecta a la lingotera a través de bucetas. • Mantiene la altura ferrostática del molde. • Llevan tapa y disminuyen la pérdida de calor.
Lingotera • Enfría el acero líquido para formar la costra. • Tienen alta conductividad térmica (son de Cu y refrigeradas internamente). • Las hay de dimensión fija (usadas para palanquilla cuadrada y barras redondas). • Las hay compuestas por placas que permiten formas de dimensiones variables (planchones). • Tienen movimiento oscilatorio. • Se lubrican con polvos coladores que se funden y actúan entre el metal líquido y la lingotera.
Enfriamiento secundario • Es la zona de mayores presiones ferrostáticas. • Mayor pulverización de agua distribuida uniformemente sobre el lingote. • Tiene rodillo flotantes de sosten (no traccionan). • Generalmente son zonas entubadas.
Rodillos Extractores • Sostienen la columna de acero. • Regulan la velocidad de extracción. • Generalmente uno es fijo y el otro es basculante.
Corte y evacuación • Para bajas secciones y Coladas continuas de no ferrosos son del tipo de cizallas hidráulicas. • En siderurgia pesada se usas sopletes oxiacetilénicos montados sobre carros que se desplazas a la velocidad de extracción.
Inicio de la colada continua Para su inicio, debe colocarse un obturador que además de contribuir a la solidificación de la base del lingote, asegure la extracción de la barra a la velocidad Ve. Para esto se utiliza un dispositivo llamado barra falsa. Existen dos tipos: • De cadena. • Barra curva.
Barra Curva En esta barra es fundamental el dispositivo de desacople que asegura la tracción y la desconexión rápida.
Rendimiento Los sistema de Colada continua tienen un costo de alrededor de un 40% menos que las instalaciones de colado por lingoteo directo, esto se debe fundamentalmente a: • Mayor productividad en el colado (tns/hora). • Menores costos de operación. • Menores costos de reposición de moldes y refractarios. • Menores despuntes por cabeza y fin de lingote. • Menor descarte por fallas de calidad.
