Geometry and surface quality of the crystallization system and their influence on the temperatures throughout the continuous casting processes of copper-magnesium alloys

Geometría y calidad superficial del sistema de cristalización y su influencia en las temperaturas a lo largo de los procesos de fundición continua de aleaciones de cobre-magnesio

Los materiales a base de cobre para usos eléctricos suelen tener su origen en líneas de fundición continua en las que la eficacia del proceso y la calidad del producto final dependen, entre otras cosas, del sistema de cristalización. En este trabajo se investiga la influencia de la calidad superficial del cristalizador y de la geometría del sistema de refrigeración en la distribución de la temperatura a lo largo del proceso de fundición de aleaciones de cobre y magnesio. Los resultados obtenidos demuestran que, a medida que empeora el contacto entre el cristalizador y el sistema de refrigeración, la temperatura del cristalizador y de la barra de fundición aumenta significativamente, lo que afecta a la eficacia del proceso.

INTRODUCCIÓN

El rápido desarrollo de la tecnología actual crea una demanda increíblemente alta de energía eléctrica y, por lo tanto, hace necesario mejorar los materiales conductores existentes. El cobre, que sólo es superado por la plata en cuanto a conductividad eléctrica con un precio por kilogramo mucho más bajo, es la razón por la que es el material crucial utilizado para los cables eléctricos [1]. Sin embargo, cada vez con más frecuencia, la conductividad eléctrica debe coexistir con un alto nivel de propiedades mecánicas, lo que hace imposible obtenerla utilizando materiales puros y demuestra la importancia de las aleaciones de cobre, como las aleaciones de cobre y magnesio [2 - 4]. El material de entrada para el proceso de trefilado suele obtenerse en la línea de colada continua en forma de barras coladas o alambrón, donde los parámetros del proceso son un factor importante que influye no sólo en el proceso de colada, sino también en la configuración de las propiedades del producto final tras el proceso de conformado del metal. La esencia misma del proceso de colada continua reside en el suministro constante de metal líquido al sistema de enfriamiento primario, donde cristaliza en forma de varilla fundida. La parte más significativa del horno de colada es el sistema de cristalización formado por un cristalizador responsable de la transferencia de calor al sistema de refrigeración [5, 6]. La eficacia del proceso debe depender exclusivamente de las características del material utilizado para el sistema de enfriamiento, su geometría y la calidad del contacto entre el sistema de enfriamiento y el cristalizador [7 - 9].

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

En el estudio realizado se ha tenido en cuenta el horno de colada continua de laboratorio presentado esquemáticamente en la Figura 1, donde se han marcado todas las partes vitales del horno.