Colada Continua

Fundición por colada continúa.

Introducción

La colada continua del acero es un proceso en el cual el acero líquido es permanentemente solidificado en una barra de metal. Dependiendo de las dimensiones de la barra, estos productos semi-elaborados son conocidos como planchones, tochos y palanquillas. El proceso fue inventado en la década del 1950 en un intento por incrementar la productividad de la producción de acero. Anteriormente sólo era posible la colada en lingoteras que todavía tiene sus beneficios y ventajas pero que no siempre cumple con las demandas de productividad. Desde entonces, la colada continua ha sido desarrollada más aún para mejorar el rendimiento, la calidad y la eficiencia en función de los costos.

El acero líquido es suministrado a la máquina de colada continua desde la acería secundaria. La cuchara es entregada mediante una grúa y posicionada en una torreta de cuchara, la que posteriormente gira la cuchara hacia la posición de colada. Se abre una válvula deslizante en el fondo de la cuchara para permitir que el acero líquido fluya a través de una camisa protectora hacia el distribuidor, un recipiente que actúa como compensador de flujo entre la cuchara y el molde. A medida que se llena el distribuidor, las barras tapón se levantan para permitir la colada de acero hacia un conjunto de moldes de cobre enfriados por agua situados debajo del distribuidor. La solidificación comienza sobre las paredes del molde y el acero es extraído del molde mediante una barra falsa. Cuando deja el molde, la barra de acero requiere una cáscara sólida suficientemente gruesa para soportar el peso del acero líquido que contiene, es decir, la presión ferrostática.

Durante todo el proceso de colada, el molde oscila verticalmente a fin de separar el acero solidificado del molde de cobre. Esta separación se incrementa aún más al introducir un polvo colador en el molde. La barra es extraída del molde mediante un conjunto de rodillos que guían al acero a lo largo de un arco hasta que la barra se ubica en posición horizontal. Los rodillos deben ser posicionados a poca distancia entre sí para evitar el abarrilamiento o rotura de la cáscara fina.

Cuando el acero deja el molde, sólo tiene una cáscara solidificada fina que necesita un mayor enfriamiento para completar el proceso de solidificación. Esto se logra en la así llamada zona de enfriamiento secundario, donde un sistema de pulverizadores de agua ubicados entre los rodillos es utilizados para rociar una fina niebla de agua sobre el acero. En este momento, el acero, la cáscara solidificada y el centro líquido, se conocen como barra. Luego que la barra ha sido enderezada y ha solidificado por completo, se la corta con soplete en longitudes de producto predeterminadas. Estas pueden ser enviadas a un área de almacenamiento o a un laminador en caliente.

Tabla 3-1. Resumen de los diferentes componentes en el proceso de colada continua. Componente Tarea principal Tarea secundaria

Cuchara Transportar y contener el acero líquido Facilitar la eliminación de inclusiones

Torreta de cuchara Posicionar las cucharas llenas sobre el distribuidor y remover las vacías Liberar las grúas para una mayor productividad

Distribuidor Actuar como compensador de flujo entre la cuchara y el molde Facilitar la eliminación de inclusiones

Molde Enfriar el acero líquido para formar una capa solidificada

Sistema de barra Enfriar aun más la barra para solidificarla por completo y enderezarla

Como se realiza

Aunque el proceso de fundición continua, también conocido como colada continua, es el más común para la producción de varillas, barras de diferentes secciones y láminas en acero de varios calibres y longitudes y con el que se obtiene más de un tercio del acero que produce la industria en el mundo, actualmente, también se está utilizando con gran éxito para la fundición de hierros gris y nodular, mejorando la calidad de los productos y reduciendo costos operativos. Se denomina continuo porque permite la solidificación y el retiro inmediato del metal de un molde determinado y adaptado, finalizando con el corte a la longitud requerida de las piezas metálicas. El proceso de fundición continua puede realizarse tanto de forma vertical como horizontal, dependiendo del tamaño del producto y el volumen de fabricación sin distinción entre metales ferrosos y no ferrosos. Cuando se trabaja horizontalmente, a medida que la barra recorre la máquina en toda su extensión, se completa el proceso de solidificación, mientras en el modo vertical la solidificación se produce en la parte inferior del molde.

El método tradicional para fundir acero radica en verter el metal líquido en un molde, que se enfría con chorros de agua, para posteriormente retirarlo y luego colocarlo en un tren de laminado horizontal donde la pieza final es cortada en diferentes tamaños. Por su parte, el proceso de fundición continua para hierro gris y nodular inicia en un horno de inducción, donde se controlan la temperatura y composición química del metal, para luego vaciar el hierro fundido en el horno de colada y hacerlo pasar a través de una matriz de grafito, refrigerada con agua, para que éste adopte la forma y la medida de la barra a producir. En dicha matriz se lleva a cabo el proceso de enfriamiento mediante un sistema de refrigeración por agua gradual y que permite una solidificación homogénea y una microestructuta uniforme. A su vez, la matriz

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