PÁGINA 5 DE 62 CAPÍTULO 1 – PERSPECTIVA GENERAL DEL SISTEMA 1.1 INTRODUCCIÓN En toda máquina de colada continua existe un equipo que se denomina oscilador de molde. El molde es el elemento que determina las dimensiones del planchón, por un lado ingresa acero líquido y por el otro comienza a salir el planchón con forma rectangular. El molde está construido con paredes de cobre recubiertas con una delgada capa de níquel, posee además un circuito de refrigeración que extrae rápidamente el calor, de esta manera comienza el proceso de solidificación formándose una piel sólida, el espesor de esta piel a la salida del molde llega a ser de unos 10 a 14 mm aproximadamente, según la velocidad y otros parámetros de colada. Para mejorar el proceso de solidificación del planchón y evitar que este se pegue al molde, se hace oscilar a éste con un movimiento oscilatorio senoidal en la dirección del movimiento del planchón, se usa además un polvo que se denomina “polvo colador” el cual cumple la función de lubricante entre la pared interna del molde y la piel del planchón. El sistema encargado de darle este movimiento alternado al molde es el oscilador de molde. El movimiento del molde debe cumplir ciertos requisitos, posteriormente veremos cuales son y la razón de estos. El sistema de monitoreo nos permite medir cómo se está moviendo el molde, los elementos sensores son acelerómetros del tipo MEMS (micro electro-mechanical system) cuyo principio de funcionamiento se basa en la variación de la capacitancia de un capacitor diferencial, más adelante (item 1.4.3) se verá los detalles constructivos de este tipo de acelerómetro, otra característica es que son del tipo triaxial, es decir miden la aceleración del movimiento en las tres dimensiones, esto permite conocer el movimiento vertical, lateral y frontal del molde. Como bien sabemos (de un curso de física clásica), al integrar una aceleración obtenemos la velocidad, y al integrar nuevamente obtenemos el desplazamiento, de esta manera podemos conocer la posición del molde y su velocidad (además de la aceleración) en las tres direcciones de movimiento a partir de las señales de aceleración que miden los acelerómetros. Este proceso de cálculo lo realiza un programa que está escrito en lenguaje C corriendo bajo el sistema operativo QNX 4.25. Dicho programa se llama “mmviewer” 1.2 PROCESO DE COLADA CONTINUA 1.2.1 DESCRIPCIÓN GENERAL Como ya se comentó brevemente en el ítem 1.1, el proceso de colada continua tiene por objetivo transformar el acero líquido en un planchón sólido llamado también “slab”, éste luego es procesado en la etapa siguiente de laminación para obtener la chapa con las características solicitadas. La cuchara que llega a la colada continua viene de la etapa anterior que se conoce como LF, allí se producen el ajuste de la calidad del acero con las aleaciones correspondientes, la cuchara es traída por una grúa que la apoya en el brazo portacuchara de la torreta giratoria,
luego la cuchara es ubicada sobre el repartidor, la función de este es distribuir el acero líquido hacia los moldes de ambas líneas de colado.
El acero líquido pasa de la cuchara al repartidor a través de un conducto llamado comúnmente “Tubo”, del mismo modo pasa del repartidor a los moldes a través de un conducto de material cerámico llamado busa. La fotografía de la figura 1 muestra y aclara lo comentado. Figura 1. Fotografía en la plataforma de CCD
El control de nivel de acero lo hace un sistema de control del tipo PID que controla la posición de un tapón interno en la busa que abre o cierra el paso, de esta manera se mantiene el nivel de acero dentro de los moldes según los valores seteados y en función de las condiciones de coldada
Una vez que el acero líquido está en el molde empieza a solidificarse, esto ocurre debido a que el molde posee un sistema de refrigeración de agua que extrae una gran cantidad de calor, de esta manera comienza a formarse una piel sólida de acero que está en contacto con las placas del molde.
Para facilitar el proceso de solidificación y formación de la piel del planchón se hace oscilar al molde con un movimiento oscilatorio senoidal, este movimiento evita que la piel de acero sólido se pegue al molde, en todo este proceso entra en juego una sustancia llamada “polvo colador” que se vuelca sobre la superficie del acero líquido y por ende reduce uno de los parámetros más importantes en el proceso de colada continua y que se lo llama FRICCION.
PÁGINA 6 DE 62 Cuchara
Tubo
Repartidor
Busa Brazo
Torreta
Tapa del molde
PÁGINA 7 DE 62 Polvo Colador
Cumple la función de lubricante entre la pared interna del molde y la piel sólida exterior del planchón reduciendo así la fricción, existen distintos tipos según el grado de acero. Cuando el polvo colador no es el adecuado o se encuentra en malas condiciones, puede provocar una mala lubricación y un aumento de la fricción. Por esta razón es importante que el sistema de monitoreo no sólo nos informe sobre el movimiento del molde sino también que calcule este parámetro.
Un aumento de la fricción indica una mala lubricación, lo cual puede indicar entre muchas cosas que ha ocurrido o puede llegar a ocurrir un “sticker”, que significa un pegado entre la piel del planchón y el molde, este fenómeno puede hacer que la piel quede debilitada y de esta manera puede producirse un pinchado de la línea, derramándose acero líquido en el interior de la máquina y obligando una parada de emergencia.
Molde
La figura 2 nuestra una fotografía de
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