The efect of cooling rate on the properties of alloyed cast-iron sizing roll

Efecto de la velocidad de enfriamiento en las propiedades del rodillo de encolado de fundición aleada

La transferencia de calor direccional se investigó mediante mediciones de temperatura en la fundición y en el molde utilizando termopares. Las mediciones se realizaron en condiciones de funcionamiento durante el vertido, la solidificación y el enfriamiento de la fundición. El tiempo total de medición fue de 35,5 horas. Tras el corte, se extrajeron probetas para realizar ensayos metalográficos y de dureza. Los resultados de las pruebas permitieron confirmar la transferencia de calor direccional (enfriamiento direccional) que garantizaría la adquisición de una estructura de fundición y unas propiedades mecánicas deseadas.

INTRODUCCIÓN

Las condiciones operativas en las fábricas de laminación de hierro y acero en Croacia han impuesto la necesidad de utilizar rodillos dimensionadores de producción propia. Los rodillos se caracterizan por una profundidad de la superficie de trabajo de hasta 250 mm. El laminado se realiza mediante la camisa del cilindro y las superficies laterales [1]. Debido a la exposición a la tensión de compresión a temperaturas elevadas (820-850 °C) durante el funcionamiento, los rodillos deben poseer una microestructura que garantice una alta resistencia al desgaste y a la fatiga térmica, así como una buena maquinabilidad del rodillo de fundición bruto.

Una alta resistencia a la fatiga térmica requiere una alta conductividad térmica que se consigue mediante la presencia de grafito en escamas en la microestructura. La presencia de grafito también es esencial para una buena maquinabilidad. Por otro lado, una alta resistencia al desgaste requiere la presencia de carburos duros en la microestructura. Teniendo todo esto en cuenta y teniendo en cuenta que se espera que un rodillo de dimensiones y peso específicos tenga una dureza de la superficie de trabajo mecanizada de unos 380 HB, que desciende gradualmente a unos 280 HB hacia el interior del rodillo, se examinaron las composiciones, microestructuras y valores de dureza de los rodillos disponibles de tamaño comparable. Basándose en los resultados de las pruebas, se llegó a la conclusión de utilizar fundición gris aleada para la fundición de rodillos con el fin de generar una estructura de enfriamiento indefinido en la que la cantidad de carburos eutécticos disminuyera gradualmente desde la superficie de trabajo del rodillo hacia el interior y, a la inversa, la proporción de grafito en escamas aumentara con la distancia desde la superficie de trabajo. Los valores de dureza a lo largo de la sección transversal del rodillo cambiarían en consecuencia [2].

El hecho de que la microestructura de la colada dependa directamente de la velocidad media de enfriamiento está bien documentado [3-6]. De ello se deduce que para lograr una tasa de enfriamiento adecuada para la superficie de trabajo del cilindro deben generarse las condiciones adecuadas. La tecnología de moldeo aplicada en la colada experimental [2] no garantizaba una velocidad de enfriamiento de la masa fundida suficientemente elevada en las zonas limítrofes de la colada, de modo que el contenido de carburo de la superficie de trabajo del cilindro de calibrado era demasiado bajo.