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Non-metallic inclusions are unavoidably produced during steel casting resulting in lower mechanical strength and other detrimental effects. This study was aimed at developing a reliable Machine Learning algorithm to classify castings of steel for tire reinforcement depending on the number and properties of inclusions, experimentally determined. 855 observations were available for training, validation and testing the algorithms, obtained from the quality control of the steel. 140 parameters are monitored during fabrication, which are the features of the analysis; the output is 1 or 0 depending on whether the casting is rejected or not. The following algorithms have been employed: Logistic Regression, K-Nearest Neighbors, Support Vector Classifier (linear and RBF kernels), Random Forests, AdaBoost, Gradient Boosting and Artificial Neural Networks. The reduced value of the rejection rate implies that classification must be carried out on an imbalanced dataset. Resampling methods and specific scores for imbalanced datasets (Recall, Precision and AUC rather than Accuracy) were used. Random Forest was the most successful method providing an AUC in the test set of 0.85. No significant improvements were detected after resampling. The improvement derived from implementing this algorithm in the sampling procedure for quality control during steelmaking has been quantified. In this sense, it has been proved that this tool allows the samples with a higher probability of being rejected to be selected, thus improving the effectiveness of the quality control. In addition, the optimized Random Forest has enabled to identify the most important features, which have been satisfactorily interpreted on a metallurgical basis. RESUMEN: Las inclusiones no metálicas se producen inevitablemente durante la fabricación del acero, lo que resulta en una menor resistencia mecánica y otros efectos perjudiciales. El objetivo de este estudio fue desarrollar un algoritmo fiable para clasificar las coladas de acero de refuerzo de neumáticos en función del número y el tipo de las inclusiones, determinadas experimentalmente. Se dispuso de 855 observaciones para el entrenamiento, validación y test de los algoritmos, obtenidos a partir del control de calidad del acero. Durante la fabricación se controlan 140 parámetros, que son las características del análisis; el resultado es 1 ó 0 dependiendo de si la colada es rechazada o no. Se han empleado los siguientes algoritmos: Regresión Logística, Vecinos K-Cercanos, Clasificador de Vectores Soporte (kernels lineales y RBF), Bosques Aleatorios, AdaBoost, Gradient Boosting y Redes Neurales Artificiales. El bajo índice de rechazo implica que la clasificación debe llevarse a cabo en un set de datos desequilibrado. Se utilizaron métodos de remuestreo y métricas específicas para conjuntos de datos desequilibrados (Recall, Precision y AUC en lugar de Accuracy). Random Forest fue el algoritmo más exitoso que proporcionó un AUC en los datos de test de 0.83. No se detectaron mejoras significativas después del remuestreo. Se ha cuantificado la mejora derivada de la implementación de este algoritmo en el procedimiento de muestreo para el control de calidad durante la fabricación de acero. En este sentido, se ha comprobado que esta herramienta permite seleccionar las muestras con mayor probabilidad de ser rechazadas, mejorando así la eficacia del control de calidad. Además, el Random Forest optimizado ha permitido identificar las variables más importantes, que han sido interpretadas satisfactoriamente sobre una base metalúrgica. Máster en Ciencia de Datos

1 recurso en línea (84 páginas) : ilustraciones, figuras, tablas., Las aleaciones de bronce son utilizadas considerablemente en la industria en razón a su resistencia mecánica, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y conductividad eléctrica, propiedades que lo hacen comparable con algunos aceros en cuanto a resistencia mecánica; estas aleaciones presentan mejores características en cuanto a conductividad y resistencia a la corrosión, lo anterior lo hace apto para el uso en engranajes y accesorios de rotación donde se requiere una forma cilíndrica y con orificio de diferentes diámetros; teniendo en cuenta esta necesidad, se requiere la fabricación de barras tubulares de diferentes diámetros tanto externos como internos. En las últimas décadas, la colada continua se ha mantenido en una posición prominente en el procesamiento de aleaciones de cobre comerciales, especialmente de barras y barras tubulares, es por ello que la empresa FORMAQ S.A.S requiere desarrollar investigaciones que propongan soluciones técnicas viables que mejoren la productividad y su competitividad, razón por la cual parte de este estudio se desarrolló en las instalaciones de la misma. Para obtener estas barras tubulares se propone el estudio y simulación del proceso de colada continua, teniendo en cuenta la infraestructura ya existente en la empresa, enfocándonos básicamente en el molde de la maquina junto con otras variables esenciales de refrigeración, extracción y corte, presentes en la misma. Durante la investigación se realizó el análisis del proyecto en varias etapas, primero se hace el reconocimiento de la máquina de colada continua de la empresa, las características y falencias que presentaba junto con cada detalle de operación. Posteriormente se realizaron pruebas en los laboratorios de metalurgia de la UPTC con el fin de buscar el material más adecuado que le diera las características apropiadas al producto terminado que se quería. Con base en las pruebas realizadas se determinó la estabilidad térmica del bronce al ser vaciado en el molde, así como el perfil de solidificación durante el conformado del producto, teniendo en cuenta variables como el sistema de enfriamiento y la velocidad de extracción que se realizaba a la barra tubular. En la simulación numérica realizada del proceso, se confirmaron los resultados obtenidos en la práctica, siendo el grafito el material más adecuado para la fabricación de estos productos. El programa fue alimentado con diferentes condiciones de operación y de esta manera analizar los parámetros más adecuados para la correcta elaboración de las barras., Bibliografía y webgrafía: página 84., Pregrado, Ingeniero Metalúrgico

Los fundentes para molde de colada continua de acero cumplen diferentes funciones clave para obtener planchones de acero de óptima calidad. En este trabajo, se caracterizaron cuatro fundentes comerciales mediante pruebas de laboratorio (Estudio petrográfico, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido con microanálisis). La caracterización indica que los fundentes están constituidos por simple mezcla mecánica de minerales utilizando feldespatos y arcillas como materiales base, que contienen SiO2, Al2O3, Na2O y en menor proporción K2O, MgO, Fe2O3 y MnO; la caliza como fuente principal de CaO, fluorita (CaF2) como fluidificante y grafito como fuente de carbono. Esta información es útil para establecer criterios de diseño para obtener fundentes con materiales disponibles en el mercado nacional.Fluxes for continuous casting mold of steel fulfill several key functions in order to produce slab steel of good quality. In this work, four commercial fluxes were characterized by laboratory tests (Petrographic study, X-ray diffraction and scanning electronic microscope with microprobe). The characterization of the commercial fluxes reveals that they are produced by simple mechanical blend of minerals, using feldspars and clays as base materials, containing SiO2, Al2O3, Na2O and in less quantity K2O, MgO, Fe2O3 y MnO; limestone as the main source of CaO, fluorspar (CaF2) used to control the viscosity and graphite as carbon source. This information is useful to establish design parameters to obtain fluxes with raw materials available in the local market.

Los fundentes para molde de colada continua de acero cumplen diferentes funciones clave para obtener planchones de acero de óptima calidad. En este trabajo, se caracterizaron cuatro fundentes comerciales mediante pruebas de laboratorio (Estudio petrográfico, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido con microanálisis). La caracterización indica que los fundentes están constituidos por simple mezcla mecánica de minerales utilizando feldespatos y arcillas como materiales base, que contienen SiO2, Al2O3, Na2O y en menor proporción K2O, MgO, Fe2O3 y MnO; la caliza como fuente principal de CaO, fluorita (CaF2) como fluidificante y grafito como fuente de carbono. Esta información es útil para establecer criterios de diseño para obtener fundentes con materiales disponibles en el mercado nacional.

En el proceso de colada continua, la transferencia de calor en el molde juega un rol fundamental. La calidad superficial de los productos y diversos problemas operativos, que se producen en el proceso de colada continua, están determinados en gran proporción por la transferencia térmica a través de las capas de polvo colador. La extracción de calor se regula a través de las distintas variables de proceso y la calidad de polvo colador empleado. Dicho material, cuando toma contacto con el acero líquido se funde y penetra en el espacio entre el molde refrigerado y el acero. En los instantes iniciales del proceso de solidificación en la capa líquida se pueden desarrollar precipitados cristalinos en mayor o menor proporción, que varían las condiciones térmicas del proceso. Cabe mencionar que sobre la superficie en contacto con el molde (cara fría: 100 – 200ºC), el polvo colador da lugar a la formación de capas cristalinas, vítreas o mixtas. En cambio, en la zona en contacto con el acero (cara caliente: 1100 – 1300ºC) el material fluye con una determinada viscosidad proporcionando la lubricación necesaria al acero durante su desplazamiento en el molde. Por tal motivo, resulta de vital importancia poder evaluar la conductividad térmica del polvo colador empleado. Muchos investigadores han desarrollado experimentos para medir propiedades térmicas de los polvos coladores simulando las condiciones del proceso de colada continua [1-5]. A tal fin, se debe contar con un equipo que permita realizar dichas mediciones y comparar el comportamiento que presentan los distintos polvos coladores utilizados en la acería. Sin embargo, un equipo de este tipo debe poseer características diferentes respecto a las tradicionales de los equipos que se aplican para la determinación de conductividad térmica donde, habitualmente la muestra a ensayar es sólida, con dimensiones de varios centímetros. En este caso, el material es un fundido de mediana viscosidad que no supera los 5 mm de espesor. En este trabajo se informa la construcción de un equipo desarrollado para determinar la conductividad térmica en polvos coladores, simulando las condiciones de operación. Fil: Brandaleze, Elena. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Nicolás. Centro para el Desarrollo Tecnológico de Materiales; Argentina Fil: Martín, Alejandro Alberto. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Nicolás. Centro para el Desarrollo Tecnológico de Materiales; Argentina Fil: Santini, Leandro Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Nicolás. Centro para el Desarrollo Tecnológico de Materiales; Argentina Fil: Benavidez, Edgardo Roque. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Nicolás. Centro para el Desarrollo Tecnológico de Materiales; Argentina

The continuous cast semifinished products quality is in a major part influenced by the lubrication process from the mould, which is influenced at its turn by slag viscosity, resulted from the melting of the lubrication powders. In the paper it is analysed the chemical composition influence on slag viscosity. The research targeted establishing some correlations between the dynamic viscosity and the chemical composition of the slag. For the chemical composition it was chosen as variable factors (representative components) the contents of CaO, MgO, Al2O3, SiO2 (the last two expressed through Al2O3/ SiO2 ratio). The experiments for viscosity were performed on slags at temperatures of 1350 °C. Processing the data was performed in MATLAB laboratories, obtaining four (4) multiple correlations. The results are presented both in an analytical form and in a graphical form. The use of the obtained relations allows determining slag viscosity with a mathematical error, and using graphical correlations allows establishing the variation area (the limits) of viscosity to the representative componentsLa calidad de productos semiacabados de la colada continua está influenciada, en gran parte, por el proceso de lubricación de la matriz que, a su vez, está influenciado por la viscosidad de escoria que resulta de la colada de polvos de fundición. Este trabajo analiza la influencia de composición química sobre la viscosidad de la escoria. La investigación ha tenido como meta establecer unas correlaciones entre la viscosidad dinámica y la composición química de la escoria. Para la composición química se han escogido como factores variables (componentes representativos) el contenido de CaO, MgO, Al2O3, SiO2 (los dos últimos expresados por la razón Al2O3/SiO2). Los ensayos sobre la viscosidad se han realizado sobre escoria a temperaturas de 1.350 °C. El análisis de los datos se ha efectuado en los laboratorios MATLAB y se han obtenido cuatro correlaciones múltiples. Los resultados se presentan tanto en forma analítica como gráfica. La utilización" de las relaciones obtenidas permite determinar la viscosidad de las escorias con un error matemático y la utilización de las correlaciones gráficas permite establecer el área de variación (los límites) de la viscosidad, para los componentes representativos.

Commercial fluxes were characterized by laboratory tests, and their original properties were changed with additions of chemical reagents in order to establish criteria and design strategies to produce new fluxes. The characterization of the commercial fluxes reveals that they are produced by simple mechanical blend of minerals, using feldspars and clays as base materials, containing SiO2, Al2O3, Na2 O and in less quantity K2O, MgO, Fe2 O3and MnO; limestone as the main source of CaO, fluorspar (CaF2) used to control the viscosity and graphite as carbon source. Melting-solidification tests revealed melting and fluidity temperatures and the existence of abundant mineralogical phases formed during the flux solidification. Some important mineralogical compounds are the nepheline (NaAlSiO4) and cuspidine (Ca4Si2O7F2); these species have a direct influence on the heat transfer phenomena from strand to mold and therefore on the phase transformations and the shrinkage of the steel. A partir de la caracterización de polvos comerciales mediante pruebas de laboratorio y la modificación de sus propiedades mediante adiciones de compuestos químicos, se identificaron y desarrollaron criterios y estrategias de diseño que sirvieron de base para elaborar nuevos polvos. La caracterización de los polvos comerciales indica que se fabrican por simple mezcla mecánica de minerales, utilizando feldespatos y arcillas como materiales base, que contienen SiO2, Al2O3, Na2 O y, en menor proporción, K 2O, MgO, Fe2 O3 y MnO, caliza como fuente principal de CaO, fluorita (CaF2) como fluidificante y grafito como fuente de carbono. Mediante pruebas de fusión-solidificación se determinaron las temperaturas de fusión y fluidez de los polvos y se identificó una gran variedad de especies cristalinas que se forman durante la solidificación, entre las que destacan la nefelina (NaAlSiO4) y la cuspidina (Ca4Si2O7F2), que tienen una influencia directa sobre los fenómenos de transferencia de calor de la línea al molde y, por lo tanto, en la velocidad de transformación de fases y de contracción del acero.

Una calidad superficial alta de los aceros es fundamental en los procesos de obtención del acero durante la colada continua con el fin de evitar rechazos del material lo cual supone un aumento del coste de la producción. En este sentido, los aceros con maquinabilidad mejorada o de fácil mecanizado como los aceros resulfurados presentan algunas singularidades que pueden afectar a la calidad de los aceros y junto con el problema que presentan de su baja ductilidad en caliente, son susceptibles a la formación de grietas tanto en la superficie como en el interior. La posible aparición de las mismas resulta crítica durante las operaciones de enderezado y las primeras pasadas de laminación. La baja ductilidad en caliente de estos aceros es debido por un lado. a la alta fracción en volumen de inclusiones de sulfuro de manganeso que durante los procesos de deformación en caliente actúan como puntos de nucleación de cavidades por decohesión de la intercara matriz-inclusión, facilitando la propagación de grietas. Este problema se agudiza además con la inevitable presencia de segregaciones. Por otro lado, la presencia de compuestos, tales como el FeS, de bajo punto de fusión (

La colada continua es el proceso por el cual se solidifica más del 90% del acero producido a nivel mundial. Es un proceso que básicamente consta básicamente de tres etapas principales, el vaciado de la olla de refinación secundaria, a través del distribuidor y el molde de colada donde se extrae calor para que el acero solidifique. El distribuidor es la última etapa de la colada continua antes de que el acero sea solidificado por lo que constituye la última oportunidad para la eliminación de inclusiones y para la homogeneización del acero. La principal función del distribuidor es la de suministrar y distribuir el acero fundido a un flujo constante a los moldes de colada, sin embargo ante los requerimientos de calidad mas exigentes en los últimos años, el distribuidor ha adquirido una gran importancia en cuanto a la eliminación de inclusiones se refiere. El diseño del distribuidor está enfocado al control del flujo de fluidos para proporcionar las mejores condiciones de flujo con el propósito de optimizar las diferentes operaciones metalúrgicas llevadas a cabo en esta etapa. En la última década la tendencia para lograr esto, ha sido la colocación de dispositivos controladores de flujo dentro del distribuidor, los cuales modifican de manera benéfica la fluidinámica del sistema. Tradicionalmente el distribuidor de colada se refiere a un recipiente rectangular. En el presente trabajo se estudió la fluidinámica de un innovador diseño de distribuidor de colada continua, consistente en un cuerpo cilíndrico con extremos semiesféricos sin el uso de dispositivos modificadores de flujo. La investigación se llevó a cabo empleando dos técnicas complementarias, la simulación matemática y la física.

El objetivo del trabajo fue desarrollar un modelo matemático capaz de simular el proceso convencional de colada continua de aceros IF (Interstitial Free), y determinar las condiciones operacionales óptimas. La formulación del modelo incluye las ecuaciones de momento lineal de materiales líquidos y solidificados junto con la evolución térmica de la plancha. Las ecuaciones diferenciales y las condiciones de contorno son resueltas numéricamente mediante volúmenes finitos. Ciertas condiciones de contorno como el flujo de calor para el enfriamiento en cada región, además de la resistencia al flujo de la capa de fundente y las oscilaciones en la región del molde, son especificadas. Las predicciones del modelo fueron comparadas con datos industriales para las condiciones de las coladas continuas convencionales y extendidas a aceros IF. Abstract The purpose of this work was to develop a mathematical model able to simúlate the continuous casting process of IF steel (Interstitial Free).and to determine the optimum operating conditions. The model formulation involves the momentum equations of liquid and solidified materials coupled with the temperature evolution of the slab. The differential equations and boundary conditions are numerically solved using the finite volume technique with appropriated boundary conditions for each región of the casting machine. The model predictions were compared with industrial data for conventional continuous casting conditions and extended to IF steel.

This work was written for illustrating the development of computer simulators for production process. As an example a simulator for continuous casting process was made, this is the most popular method to produce some steel products like billets and slabs. The simulator (SSCC) was programmed by the present authors in C++; but mathematical procedures, algorithms and flow charts shown here can be used as a base in any other programming language. This is the first part of the work; it is focused to the development of some computational tools to describe the real continuous casting process Este trabajo se realiza con el objeto de ilustrar el desarrollo de simuladores para procesos industriales; como ejemplo se realizó un sistema de simulación para representar el proceso de colada continua que es el proceso más común para la producción de perfiles de acero. El sistema de simulación para colada continua (SSCC fue programado por los presentes autores en lenguaje C++; sin embargo, los procedimientos matemáticos, algoritmos y diagramas de flujo ilustrados en este trabajo pueden ser programados en cualquier lenguaje de programación. Esta primera parte del trabajo se enfoca a desarrollar herramientas de cálculo para representar lo que sucede físicamente durante el proceso de colada continua.

En todo ambiente de trabajo existe cuatro elementos principales: Las personas, los equipos/instalaciones, los materiales y el ambiente. Estos cuatro elementos deben relacionarse e interactuar adecuadamente porque, de lo contrario, estos elementos por sí mismos, pueden constituir un RIESGO. Riesgo es la probabilidad de que ocurra un accidente o una enfermedad profesional, tenemos que los cuatro elementos mencionados donde sus interacciones inadecuadas traen como resultado ACCIDENTES. La idea del presente trabajo es dar a conocer una metodología que nos permita identificar los peligros utilizando medidas y técnicas que encierran la evaluación de riesgos laborales, para luego ser utilizadas como herramientas de prevención y control. Por consiguiente, los capítulos que contiene este informe son los siguientes: CAPÍTULO 1 Describen los objetivos, justificación, alcances, limitaciones y antecedentes. CAPITULO 2 Describe el proceso productivo de la Corporación Aceros Arequipa Sede N°2-Pisco que inicia con el Ingreso de chatarra, almacenamiento, fragmentado y Carguío mediante cestas. El proceso intermedio es la transformación de toda la materia prima y ferro- aleaciones en los procesos de: Fundición • Colada Continua y • Laminación. Finalmente se obtienen los productos terminados (fierros corrugados, ángulos y alambrón) los cuales son despachados a camiones de transporte para consumo. CAPITULO 3. Describe el fundamento teórico y la metodología a utilizar en la evaluación de riesgos laborales. Incluye tipos de peligro, efecto de los contaminantes en la salud de los trabajadores, valores límites tolerables de exposición a los contaminantes, criterios de selección de los equipos de protección personal (EPP) y la matriz de riesgo a utilizar para la valorización de los riesgos existentes. CAPITULO 4.- Aplica la metodología de evaluación de riesgos laborales identificando las actividades, los peligros asociados al área de Colada Continua y elabora la matriz de riesgos sin la aplicación de controles. CAPITULO 5.- Aplica controles para minimizar y /o eliminar el riesgo de los peligros mediante los estándares, Procedimientos Escritos de Trabajo Seguro (PETS), Observación del trabajo, permisos de trabajo, bloqueos, Equipo le Protección Personal y elabora la matriz de riesgos con los controles existentes y con los controles propuestos. CAPITULO 6.-Considera los costos estimados de los Equipos de Protección Personal (EPP) utilizados por actividad de trabajo. Así como también el costo que demanden los controles de riesgo propuestos, incluye: adquisición de equipo de protección personal complementaria, equipo electromecánico rebarbador, mano de obra, materiales, capacitaciones y entrenamientos del personal de Colada Continua. Trabajo de suficiencia profesional

The hot ductility of a structural steel produced from scrap recycling has been studied to determine the origin of the transverse cracks in the corners that appeared in some billets. Samples extracted both from a billet with transverse cracks and from a billet with no external damage were tested. To evaluate the influence of residual elements and inclusions, the steel was compared to another one impurity free. Reduction in area of the samples tensile tested to the fracture was taken as a measure of the hot ductility The tests were carried out at temperatures ranging from 1000ºC to 650ºC and at a strain rate of 1·10- 3 s-1. The fracture surfaces of the tested samples were observed by scanning electron microscopy in order to determine the embrittling mechanisms that could be acting. The steel with residuals and impurities exhibited lower ductility values for a wider temperature range than the clean steel. The embrittling mechanisms also changed as compared to the impurity free steel. Se evaluó la ductilidad en caliente de un acero de construcción procedente del reciclaje de chatarra con el fin de determinar el origen de las grietas transversales que aparecen en las esquinas de algunas palanquillas. Para ello, se extrajeron probetas de dos palanquillas de una misma calidad de acero. Una de las palanquillas había presentado agrietamiento transversal al ser colada y, la otra, no. Para conocer la influencia de los elementos residuales e inclusiones en la ductilidad en caliente, otro acero, con la misma composición pero sin impurezas, se fabricó en laboratorio y fue sometido al mismo análisis que los aceros comerciales. La ductilidad en caliente se midió como la reducción del área de las probetas ensayadas a tracción hasta la rotura. Las condiciones a las que se realizaron los ensayos fueron temperaturas de 1.000 a 650 ºC y a una velocidad de deformación de 1·10-3 s-1. Las superficies de fractura de las probetas ensayadas se examinaron mediante microscopía electrónica de barrido para determinar los mecanismos de fragilización que pudieran estar actuando. La ductilidad fue menor para el acero con elementos residuales e impurezas. Adicionalmente, la baja ductilidad se extendió a un intervalo más amplio de temperaturas que en el acero de laboratorio. Además, las factografías mostraron un cambio en los mecanismos de daño en función del acero, a igualdad de temperatura.

Gas-liquid flows inside the submerged entry nozzle (SEN) of a slab mold and their influence on the flow field in the mold were studied using video recording, mathematical simulations and Digital Particle Image Velocimetry (DPIV) approaches. Coalescence-breakup phenomena of bubbles in liquid steel flowing through a slab mold were studied using a water model. At low gas loads (ratio of mass flow rates of gas and liquid in the submerged entry nozzle) bubble dynamics consist of coalescence-breakup and dragged processes from the SEN until close to the narrow wall. At high gas loads, bubbles are accumulated close to the narrow wall where they coalesce, break and ascend toward the bath surface forming bubble swarms or descend along the narrow wall by dragging forces exerted by liquid phase on the surfaces of the bubbles. These swarms consist of coalescing bubbles and agglomerating groups of bubbles. The presence of bubbles in the flow decreases the magnitudes of vorticity values in the flow field of mono-phase flows. Thus, to increase the casting speed, the injection of argon should be adjusted to an appropriate level to avoid an excess of liquid entrainment to the flux phase. Bubbly and annular flows in the SEN yield structurally-uncoupled and structurally coupled flows in the mold, respectively. High gas loads at high casting rates lead to increases of bubble population and bubbles sizes due to coalescence processes whose rate exceeds that of their breakup. The presence of gas bubbles or gas layers inside the SEN lead to periodical twisting of the liquid flow that induces biased flows through both ports yielding uneven flows in the mold. A multiphase mathematical model predicts acceptably well the flow dynamics of two-phase flows inside the SEN. El flujo gas-liquido dentro de la buza sumergida de un molde de planchon y su influencia en el campo de flujo se estudio usando grabaciones de video, simulaciones matemáticas y velocimetría de partículas. El fenómeno de coalescencia-rompimiento de burbujas en acero líquido fluyendo a través de un molde de planchon se estudio por medio de un modelo de agua. A bajas cargas de gas, la dinámica de burbujas consiste de procesos de coalescenciarompimiento y arrastre de procesos desde la buza hasta las proximidades de la pared estrecha del molde. A altas cargas de gas las burbujas se acumulan cerca de la pared estrecha donde coalescen, se rompen y ascienden hacia la superficie del baño formando cortinas de burbujas o bien, descienden a lo largo de la pared estrecha debido a las fuerzas de arrastre de la fase líquida ejercidas sobre la superficie de las burbujas. Estas cortinas están formadas de grupos de burbujas que coalescen y se aglomeran. La presencia de burbujas disminuye las magnitudes de los valores de vorticidad en el campo de flujo de flujos monofásicos. Así, para incrementar la velocidad de colada la inyección de argon debería ser ajustada a niveles adecuados para evitar el exceso de arrastre de liquido. Los flujos burbujeante y anular en la buza provocan flujos estructuralmente desacoplados y acoplados respectivamente en el molde. Altas cargas de gas con altas velocidades de colada tienen un aumento en la población y tamaño de burbujas como una consecuencia de los procesos de coalescencia cuyas velocidades exceden a las de rompimiento. La presencia de burbujas o la fase gas provoca arremolinamientos repetitivos del flujo líquido lo que lleva a un flujo dividido en la salida de los puertos observándose un flujo desigual en el molde. Un modelo matemático multifásico predijo adecuadamente la dinámica del flujo bifásico dentro de la buza.

In the continuous casting process the contribution of complicated physical phenomena has an important effect in the final quality of the product and productivity of the process. Moreover, the different physical phenomena do not act in isolation, they interact in a coupled way affecting the quality of the semiproduct. Therefore, a correct design and setting is a work that requires a good knowledge of the different phenomena that are present and their interactions. In this work, a simulation methodology that solves all the process as a whole is presented, where the variables of the process are the only boundary conditions. The interactions between the different phenomena are solved with the use of commercial applications (FLUENT and ABAQUS) and home developed models. En el proceso de colada continua contribuyen complicados fenómenos físicos con un marcado efecto en la calidad final del producto y en la productividad del proceso. Además, los distintos fenómenos físicos no aparecen de forma aislada, sino que interactúan unos con otros de manera acoplada, afectando a la calidad del semiproducto. El correcto diseño y ajuste es, por lo tanto, una tarea que requiere un gran conocimiento tanto de los distintos fenómenos que intervienen como de sus interacciones. En este trabajo se presenta un novedoso método de simulación que resuelve el proceso en su conjunto, siendo las variables del proceso las únicas condiciones de contorno. Mediante la utilización conjunta de herramientas comerciales (FLUENT y ABAQUS) y una serie de modelos de desarrollo propio se resuelven las interacciones entre los distintos fenómenos.

The continuous cast semifinished products quality is in a major part influenced by the lubrication process from the mould, which is influenced at its turn by slag viscosity, resulted from the melting of the lubrication powders. In the paper it is analysed the chemical composition influence on slag viscosity. The research targeted establishing some correlations between the dynamic viscosity and the chemical composition of the slag. For the chemical composition it was chosen as variable factors (representative components) the contents of CaO, MgO, Al2O3, SiO2 (the last two expressed through Al2O3/ SiO2 ratio). The experiments for viscosity were performed on slags at temperatures of 1350 °C. Processing the data was performed in MATLAB laboratories, obtaining four (4) multiple correlations. The results are presented both in an analytical form and in a graphical form. The use of the obtained relations allows determining slag viscosity with a mathematical error, and using graphical correlations allows establishing the variation area (the limits) of viscosity to the representative components La calidad de productos semiacabados de la colada continua está influenciada, en gran parte, por el proceso de lubricación de la matriz que, a su vez, está influenciado por la viscosidad de escoria que resulta de la colada de polvos de fundición. Este trabajo analiza la influencia de composición química sobre la viscosidad de la escoria. La investigación ha tenido como meta establecer unas correlaciones entre la viscosidad dinámica y la composición química de la escoria. Para la composición química se han escogido como factores variables (componentes representativos) el contenido de CaO, MgO, Al2O3, SiO2 (los dos últimos expresados por la razón Al2O3/SiO2). Los ensayos sobre la viscosidad se han realizado sobre escoria a temperaturas de 1.350 °C. El análisis de los datos se ha efectuado en los laboratorios MATLAB y se han obtenido cuatro correlaciones múltiples. Los resultados se presentan tanto en forma analítica como gráfica. La utilización" de las relaciones obtenidas permite determinar la viscosidad de las escorias con un error matemático y la utilización de las correlaciones gráficas permite establecer el área de variación (los límites) de la viscosidad, para los componentes representativos.

It has been measured the ratio between the refrigerant flow and the casting speed and the appropriate range of this ratio to avoid the advance or delay of the solidification front has been determined. By means of a variable flow of N2 at the exit zone of the copper tubes the improvement of heat transmission in the mould and of the internal surface quality of the cast tubes was achieved. Se midió la razón entre el flujo del refrigerante y la velocidad de colada y se determinó cuál es el valor apropiado para evitar atrasos o adelantos del frente de solidificación. Por otra parte, mediante un flujo variable de N2 a la salida de los tubos de cobre, se logró mejorar la trasmisión de calor en el molde y mejorar también la calidad interna de los tubos colados.

El presente trabajo es el reasumen de experiencia profesional en la planta de colada continua de Cobrelsa, desempeñando el cargo de Supervisor de Producción, lo cual me permitió aplicar mis conocimientos teóricos a la práctica directamente, fortaleciendo la formación profesional. En momentos en que en nuestro país se habla mucho de la llegada de ”grandes capitales" extranjeros que crearán puestos de trabajo, tan necesarios actualmente, cabe señalar que una de las condiciones de estos "grandes capitales" para poder invertir en un país, es que existan profesionales y técnicos que conozcan los principios, métodos y operación de sus equipos, sistemas continuos de producción, espectrómetro de demisión, microscopios de barrido, etc. es en ese sentido que el presente trabajo trata de contribuir a llenar el gran vacío existente en nuestro medio sobre este tema, habiendo observado de cerca sus ventajas y beneficios, se describe y explica todas las operaciones de una planta de colada continua, visualizándole un gran porvenir a este sistema de producción. Dados sus amplios beneficios técnicos y económicos la colada continua poco a poco irá reemplazando al tradicional método de moldeo en arena, creando así un mar de conocimientos que deben ser conocidos por quienes escogimos esta profesión. Trabajo de suficiencia profesional

The continuous casting mold plays the important role of receiving the liquid steel and allowing an uniform and defect free solidified skin to be developed. In this work, the different heat transfer mechanisms which are present from the liquid steel to the mold cooling water are reviewed. The effect of operating variables on heat extraction and the relationship between global and distributed heat flux are also analyzed. El molde de colada continua cumple la importante función de recibir el acero líquido y permitir que se desarrolle una capa solidificada uniforme y libre de defectos. En este trabajo se revisan los distintos mecanismos implicados en el proceso de transferencia de calor, desde el acero líquido hasta el agua de refrigeración del molde. Se analiza también el efecto de las distintas variables de funcionamiento en la extracción calórica producida y la relación entre el flujo global de calor y su distribución a lo largo del molde.

Once the strand leaves the mold, the solidification of steel progresses due to the heat extracted in the secondary cooling zone of the continuous casting machine. In this zone, heat is extracted mainly by: the incidence of water from sprays, radiation to surroundings contact with rolls and run out water accumulated between rolls and strand. In this work, all these mechanisms are evaluated and, when it is possible, they are quantified. Methods which are usually employed to measure solidification profiles in the continuous casting machine are also reviewed. Finally, the incidence of secondary cooling on the quality of cast products is discussed. La solidificación del acero iniciada en el molde continúa en la zona de enfriamiento secundario de la máquina donde el calor es extraído, principalmente por la incidencia del agua de los rociadores, la radiación al medio ambiente, el contacto con los rodillos y el agua acumulada en ellos. En este trabajo se revisa cada uno de estos mecanismos determinando, en los casos en que es posible, valores cuantitativos de los mismos. Además, se analizan los distintos métodos empleados para medir el avance del espesor solidificado en la máquina de colada continua. Por último, se discute la incidencia del enfriamiento secundario en la calidad final de los productos colados.

The electromagnetic stirring of steel in the machines for the continuous casting process has improved the internal quality of the cast product. Experimental work with stirrers situated at different positions of continuous casting machines of billets has been carried out. The in-mould stirrer is the one that produces a major modification of the billet internal structure, and also the biggest decrease of the central segregation. An in-mould electromagnetic coil has been developed which allows the use of high stirring power without producing an undesirable movement of the liquid steel in the meniscus zone, therefore no mould powders entrapments are produced. It has been developed a method for determining the optimum electric frequency of the stirrer. La instalación de agitadores electromagnéticos en las máquinas de colada continua del acero ha mejorado notablemente la calidad interna del producto colado. En este trabajo se describen los ensayos efectuados con bobinas agitadoras situadas en diferentes lugares en máquinas de colada continua de palanquilla. Se ha puesto de manifiesto que la bobina situada en el molde, al comienzo del proceso de solidificación, es la que produce una mayor modificación de la estructura de solidificación junto con una disminución de la segregación central de la palanquilla. Se ha diseñado una bobina para el molde que permite utilizar altas potencias de agitación sin que el movimiento del acero líquido, a la altura del menisco, produzca atrapes de los polvos de colada. Por otro lado, se ha encontrado un método por el que se puede calcular la frecuencia eléctrica óptima de trabajo de la bobina situada en el molde.

Habiéndose presentado el problema de la insuficiencia de agua para los diferentes servicios de la Southerm Perú - área Ilo (S.P.C.C.), la empresa se vio en la necesidad de iniciar una serie de diversos estudios que llevaran a plantear alguna solución factible al problema. (1980) Tanto la fundición que se encuentra ubicada en la Punta Tablón a 17 Km del Puerto de Ilo, como el campamento de Pueblo Nuevo a tan solo 3 Km del mencionado Puerto, se abastecen de las dos plantas desalinizadoras existentes en la fundición, y que producen unos 32 litros/seg. y los otros 42 litros/seg. En primer lugar, se ha considerado en el presente trabajo, un estudio de la situación actual general de la provincia de Ilo, considerando dentro de ello al estado de sus pozos, la demanda de la población y una serie de proyectos existentes tendientes a remediar la situación, dentro de los cuales destaca el de Ite-Norte de suministro de agua potable con 500 libros/seg. a plena capacidad el proyecto Me Creary Korestaky de Irrigación y otros. En segundo lugar, se ha realizado un estudio de determinación de consumo y sus variaciones horarias en Pueblo Nuevo, juntamente con otro de similares características para las aguas residuales, así como la de terminación de fugas y desperdicios, con la finalidad de sugerir medidas correctivas, para la mejor utilización del líquido elemento. Un análisis de la caracterización de las aguas residuales ha servido para dar los parámetros necesarios para determinar la factibilidad de un tratamiento de estas con fines de reúso y la clase o tipo de planta a instalar Posteriormente se estudian las proyecciones del consumo hasta el afio 2,010, tomando en cuenta las proyecciones de la población, los programas de construcción futura y los proyectos de ampliaciones industriales; todo esto como base para el planteamiento de las diversas alternativas y selección de estas. Para las alternativas que plantean la instalación de plantas de tratamiento de aguas servidas se han realizado los análisis, comparando diversos procedimientos como son las lagunas de estabilización, las lagunas aireadas, las de aireación extendida y las zanjas de oxidación. Para la planta arriba mencionada se plantea su ubicación, diámetro de tuberías, tipo, número de estaciones de bombeo, trazo tentativo y otros parámetros que servirán de base para el desarrollo de los proyectos a llevarse a cabo. Por último, se realiza un análisis de costos para las alternativas planteadas y necesario para la selección de estas. Informe de ingeniería

El latón es una aleación de base cobre y cinc como elemento principal. Su campo de aplicaciones es muy extenso, abarcando desde la industria mecánica a la eléctrica o aplicaciones decorativas, debido a su excelente combinación de propiedades. El presente proyecto estudia los productos de latón obtenidos por colada continua, la barra redonda destinada a forja (billet) y el lingote destinado a colada. También se revisan las diferentes propuestas para la obtención de éste producto por este proceso. Las aleaciones de los productos estudiados tienen entre el 36% y el 42% de Zn, y presentan estructura bifásica α y β’. Además contienen plomo entre el 1% y el 3%, para mejorar la maquinabilidad. Para analizar la estructura de estas aleaciones se ha realizado un estudio macro y microestructural, así, se ha determinado el tamaño de los granos columnares de solidificación direccional y su morfología. En el caso de los lingotes se ha observado la gran influencia de los afinantes de grano. Se han realizado ensayos de dureza Brinell para determinar las diferencias de las aleaciones en función del contenido en Zn. Para determinar la diferencia de dureza plástica entre las fases α y β’, se han realizado ensayos de ultramicrodurezas. También se ha estudiado la fractografia de probetas ensayadas a tracción.