BR0117257B1 - "bocal de imersão" - Google Patents

Description

“BOCAL DE IMERSãO” Dividido do PI0109820-9, depositado em 21/05/2001 Campo Técnico A presente invenção refere-se a um aparelho para empurrar e manter um bocal de imersão utilizado no lingotamento contínuo de metal em fusão em uma superfície de junção de um refratário posicionado acima do mesmo e trocar o bocal de imersão sem encontrar problemas na operação de lingotamento.

Mais particularmente, a invenção refere-se a um bocal de imersão.

Fundamentos da Invenção De forma convencional, durante o derramamento e o lingotamento de metal em fusão, o bocal de imersão era utilizado para fins de impedir a oxidação de metal em fusão, o envolvimento de inclusão não metálica e a ocorrência de um fluxo turbulento. O bocal de imersão, devido a uso sob condições severas que é colocado em contato com metal em fusão flutuante e os limites de superfície externa no ar ambiente, sofre freqüentemente de danos causados por erosão, fratura ou rompimento. Enquanto isso, a alumina ou similar no aço em fusão adere e deposita em uma parede de orifício do bocal de imersão para dessa forma estreitar a passagem de aço em fusão. Em um caso notável, isso causa a obstrução para interromper de forma forçada a operação de lingotamento.

Por essa razão, onde o lingotamento é programado há muito tempo, é necessário se trocar o bocal de imersão no curso do lingotamento. O método de troca geral de um bocal de imersão inclui, por exemplo, a remoção do bocal de imersão antigo em um estado no qual o lingotamento é uma vez suspenso e o distribuidor é elevado para configurar um novo bocal de imersão, retomando depois disso ao lingotamento.

No entanto, recentemente existe uma demanda pela capacidade de troca rápida de um bocal de imersão durante o lingotamento para fms de impedimento da deterioração da qualidade de aço resultando da interrupção ou problemas de lingotamento induzidos devido ao retomo ao lingotamento. Na figura 20 é ilustrado, por exemplo, um exemplo do registro de Modelo de Utilidade JP 3009112 como um aparelho para a troca rápida de um bocal de imersão sem elevar o distribuidor durante o lingotamento contínuo.

Nesse exemplo, o bocal de imersão 52 em uso é empurrado para cima pelas fileiras de placa chave 51 dispostas em ambos os lados e mantido em um estado sendo empurrado em uma superfície de junção 54 de um bocal superior 56. Quando da troca do bocal de imersão 52, um novo bocal de imersão 52a é empurrado para fora lateralmente por um impulsionador 58 acoplado a um cilindro 57, trocando assim o bocal de imersão 52 em uso. Nesse momento, visto que o bocal de imersão novo 52a desliza enquanto está sendo empurrado para a superfície de junção 54 do bocal superior 56, mesmo durante o lingotamento do bocal de imersão pode ser instantaneamente trocado sem o vazamento do aço em fusão.

No entanto, no aparelho de troca desse exemplo, o bocal superior e o bocal de imersão são unidos por pressão nas superfícies de junção refratárias.

Um espaço pode ocorrer entre as superfícies de junção devido ao desgaste local durante a operação de troca, expansão térmica durante o uso ou variação na precisão de superfície causada na fabricação. O espaço se ocorrido causa deterioração na qualidade do aço devido à sucção do ar através do espaço ou um perigo e vazamento de aço em fusão através do espaço. Geralmente, na superfície de junção de um bocal de imersão, a união é feita através de um elemento de vedação para fins de impedir tais problemas e garantir uma vedação suficiente. No entanto, no aparelho de troca desse exemplo, visto que o novo bocal de imersão desliza enquanto está sendo empurrado no bocal superior, o elemento de vedação configurado no bocal de imersão é possivelmente cortado pelo bocal superior.

Dessa forma, é impossível se aplicar um material de vedação.

No aparelho de suporte de encaixe por pressão para um bocal de imersão descrito no documento de patente japonês JP-B-2-49184, mediante a troca de um bocal de imersão, um novo bocal de imersão é movido horizontalmente com um espaçamento para uma superfície de junção do refratário superior e, em uma posição predeterminada, verticalmente empurrado para cima e mantido pela unidade de pressão. Nesse aparelho, pela configuração prévia de um elemento de vedação em uma superfície de junção do novo bocal de imersão, o elemento de vedação pode ser intercalado entre as superfícies de junção do bocal de imersão e refratário superior. No entanto, nesse aparelho, o bocal de imersão é suportado por uma parte de suporte unida por pressão de uma estrutura integrada com estrutura metálica para ter uma estrutura que, mediante troca, o bocal de imersão deve ser utilizado e que é primeiramente liberada da força de união de pressão e diminuída descendentemente. Por essa razão, existe uma preocupação sobre problemas que, onde o aparelho é utilizado para trocar um bocal de imersão no lingotamento, vazamentos de aço do refratário superior ou a remoção impossível de metal solidificado suspenso em tomo do orifício de bocal. Isso é, se metal solidificado permanecer em tomo do orifício de bocal superior, um espaço ocorre em uma superfície de junção para um novo bocal de imersão ou danos pesados são causados na superfície de junção. Mesmo na presença de um elemento de vedação, sua função é impedida e dessa forma uma vedação suficiente é tomada impossível de se obter.

Adicionalmente, como descrito no documento de patente japonês JP-A-99947, em um aparelho para a troca de um bocal de imersão muito utilizado que é empurrado para fora por um novo bocal de imersão, o novo bocal de imersão se move horizontalmente com um espaçamento para uma superfície de junção do bocal superior posicionada acima, até chegar a uma posição predeterminada, e é unido por pressão na posição predeterminada. Conseqüentemente, um elemento de vedação pode ser utilizado. No entanto, nesse aparelho, devido à carga da força de união por pressão no bocal de imersão se dá apenas em um ponto à esquerda ou à direita no centro de uma superfície lateral do bocal de imersão e o bocal de imersão durante o movimento paralelo está pronto para inclinar devido à resistência a ou força de flutuação do aço em fusão, a força de união por pressão não é facilmente aplicada de forma homogênea a todo o elemento de vedação na superfície de junção de bocal de imersão. Dessa forma, houve um problema de impedimento para a vedação.

Descrição da Invenção O problema a ser solucionado na presente invenção é o fornecimento, em um aparelho de troca de bocal de imersão a troca rápida de um bocal de imersão durante o lingotamento, um mecanismo tomando possível a utilização de um elemento de vedação em uma superfície de junção, impedir o vazamento de aço de um bocal superior e corte do depósito ou metal formado em tomo do orifício do bocal, que é adicionalmente realizado em uma estrutura de aparelho capaz de carregar de forma homogênea uma força unida por pressão a toda a superfície de junção, garantindo dessa forma uma vedação superior na superfície de junção entre o bocal de imersão e o refratário superior.

No aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, durante o lingotamento, o flange do bocal de imersão em um lado inferior é suportado por uma pluralidade de placas chave paralelas fornecidas em ambos os lados do mesmo, de forma que uma força de impulsão seja aplicada a partir das placas chave para unir por pressão o bocal de imersão ao refratário superior. Enquanto isso, mediante a troca de um bocal de imersão, em um aparelho de troca de bocal de imersão para empurrar horizontalmente e trocar um bocal de imersão muito utilizado com um novo bocal de imersão, a pluralidade de placas chave para suportar o lado de baixo do flange de bocal de imersão respectivamente apresentam mecanismos de fornecimento de força de impulsão de forma que, dependendo de uma posição de movimento horizontal do bocal de imersão, os eixos de suporte superior do corpo flexível variam na posição de altura de apoio por uma superfície de assento que suporta o corpo flexível de uma estrutura deslizante que se move simultaneamente de forma horizontal possuindo uma superfície afunilada em parte da mesma e uma superfície horizontal alterada em tennos de posição de altura na frente e na parte traseira da mesma para variar a quantidade de desvio de cada corpo flexível individual. Como resultado disso, uma força de impulsão de bocal de imersão aplicada a cada placa chave individual varia pela alteração contínua de uma força de repulsa. Devido a isso, quando da troca de um bocal de imersão, até que o novo bocal de imersão alcance uma posição predeterminada, uma força de impulsão é mantida para agir de forma que o bocal de imersão muito utilizado permaneça em um estado sendo empurrado na superfície de junção do refratário superior por uma duração de tempo maior possível, onde o vazamento de aço da superfície de junção é impedido e o bocal de imersão muito utilizado é deslizado em um estado de manutenção da força de impulsão tomando possível dessa forma se cortar e remover o metal depositado de volta do orifício de bocal pelas superfícies de junção superior e inferior.

Por outro lado, o novo bocal de imersão em seu movimento não recebe uma força de impulsão das placas chave suportando o bocal de imersão mas em um estado apoiado nas placas chaves, movendo de uma forma que mantém um espaço constante entre a superfície de junção do bocal de imersão e a superfície de junção do refratário superior. Por essa razão, o elemento de vedação determinado na superfície de junção do novo bocal de imersão é impedido de cair ou ser danificado devido ao contato com a superfície de junção do refratário superior.

Adicionalmente, no aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, uma pluralidade de placas chave são dispostas em paralelo de forma oposta na esquerda e na direita com relação a uma direção de impulsão e para agir como uma força de impulsão do bocal de imersão de forma homogênea em um intervalo igual na direção de expulsão. Adicionalmente, a fim de um novo bocal de imersão ser empurrado do trilho guia no lado de inserção nas placas chave, as placas chave são fornecidas possuindo superfícies afuniladas em pontos de contato de bocal de imersão de forma que a extremidade inferior da superfície afunilada da placa chave quando um ponto de suporte das placas chave em contato com o bocal de imersão está em um ponto mais superior e abaixo de uma superfície deslizante do trilho guia enquanto a extremidade superior da superfície afunilada da placa chave quando em um ponto mais inferior está acima da superfície deslizante do trilho guia. O bocal de imersão a ser utilizado no aparelho de troca de bocal de imersão da invenção possui, em sua região central da superfície de junção da extremidade superior, uma superfície côncava possuindo uma profundidade de 1,0 a 10 mm para manter um elemento de vedação. Devido à presença da superfície côncava, o elemento de vedação pode ser mantido sem cair ou desviar em sua posição determinada mesmo se estiver de alguma forma inclinada durante o manuseio do bocal de imersão.

Além disso, o aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, uma placa de interrupção de fogo pode ser disposta e deve ser utilizada para interromper em caráter de emergência a corrente de aço em fusão encerrando o lingotamento ou devido à ocorrência de um determinado problema durante o lingotamento. Pela determinação da espessura da placa de interrupção de fogo superior a uma espessura do flange do bocal de imersão para ter uma diferença com relação à mesma de pelo menos 12 mm, uma força de junção por impulsão suficiente pode ser exibida para não permitir o vazamento de aço através das superfícies de junção entre o refratários superior e a placa de interrupção de fogo fechando assim o orifício do bocal. Adicionalmente, a superfície superior da placa de interrupção de fogo é caracterizada como tendo ambas as extremidades com recesso pelo menos em uma largura de 10 mm e profundidade de 12 mm perpendicular à direção de expulsão, para não interferir com o êmbolo esférico fornecido para o controle da posição do bocal de imersão. O bocal de imersão a ser trocado no curso do lingotamento normalmente utiliza um gabarito para manuseio. O bocal de imersão deve ser fixado na direção cooperante com o gabarito e agarrado firmemente, a fim de ser trocado em seu carrinho depois de ser removido de e fixado ao aparelho de troca e fixado em uma direção da porta de distribuição de aço em fusão na configuração adequada do aparelho.

Por essa razão, o bocal de imersão em seu gargalo é coberto com um envoltório metálico. As projeções possuindo um comprimento em uma direção circunferencial de envoltório metálico de pelo menos dois terços ou mais de um diâmetro de orifício do bocal de imersão são fornecidos horizontalmente e em paralelo em uma superfície de envoltório metálico em um mesmo lado da porta de distribuição de aço em fusão do bocal de imersão em dois locais de uma posição espaçada pelo menos 95 mm abaixo de uma superfície de extremidade superior do bocal de imersão e uma posição espaçada pelo menos 50 mm abaixo do mesmo, oferecendo dessa forma uma conveniência para realizar o agarre seguro com o gabarito de manuseio.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 ilustra uma vista em corte vertical na qual um aparelho de troca de bocal de imersão da presente invenção é diretamente fornecida no distribuidor; A figura 2 ilustra uma vista plana de um aparelho de troca de bocal de imersão da invenção como observado a partir de baixo; A figura 3 ilustra uma vista em corte explicando um mecanismo de fornecimento de força de impulsão para as placas chave para suportar o bocal de imersão e fornecer uma força de impulsão; A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma estrutura deslizante, como observado a partir de baixo, acoplada a um cilindro hidráulico e, por outro lado, a ser apoiada contra o bocal de imersão para empurrar e deslizar o mesmo;

As figuras de 5 a 10 são vistas explicativas representando, em ordem, as operações de troca de bocal de imersão; A figura 11 ilustra uma relação na posição de direção de altura entre uma superfície afunilada de uma ponta de placa chave e uma superfície deslizante do trilho guia; A figura 12 ilustra uma vista explicativa de uma função de controle de posição de bocal de imersão devido a êmbolos esféricos; A figura 13 ilustra o formato do bocal de imersão a ser aplicado ao aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, onde a mesma figura a é uma vista plana, a mesma figura b e c são vistas em corte vertical, e a mesma figura d é uma vista em corte A-A de c;

As figuras de 14 a 18 são vistas explicativas representando, em ordem, operações para fechar a porta de fluxo de saída do aço em fusão onde uma placa de interrupção de fogo é aplicada ao aparelho de troca de bocal de imersão da invenção; A figura 19 ilustra uma placa de interrupção de fogo a ser aplicada ao aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, onde a mesma figura a é uma vista plana, a mesma figura b e c são vistas em corte vertical, e a mesma figura d é uma vista em corte B-B de c; A figura 20 ilustra um exemplo convencional de um aparelho de troca de bocal de imersão.

Melhor Forma de Realizar a Invenção Explicações serão feitas nas modalidades representativas de um dispositivo de troca de bocal de imersão, placa de interrupção de fogo, e bocal de imersão da presente invenção.

Na figura 1, em um equipamento de lingotamento contínuo, uma placa base 12 é fixada ao fundo de um distribuidor 1 possuindo tijolos batente para controlar a taxa de fluxo de aço em fusão em um molde, para montar um aparelho de troca de bocal de imersão da presente invenção (doravante, referido como o presente aparelho) em um lado de baixo da placa base 12. A parte do corpo principal do presente aparelho é estruturada com uma estrutura metálica de retenção 5, uma estrutura deslizante 10, uma estrutura metálica guia 25 e mecanismos de fornecimento de força de impulsão 6 compondo as placas chave 7 para manter um bocal de imersão e fornecendo o mesmo com uma força de impulsão, corpos de mola 8 e eixos de suporte de mola 8a, 8b. Em um estágio superior dentro da estrutura metálica guia 25 um cilindro hidráulico 9 é fornecido para uso no acionamento da estrutura deslizante 10, enquanto em um estágio inferior uma projeção guia lOe da estrutura deslizante é montada (ver figura 2).

Um bocal superior 4 possuindo uma porta de descarga de aço em fusão é disposto no fundo do distribuidor 1. Acima, um tijolo batente (não ilustrado) é fornecido para controlar a taxa de fluxo do aço em fusão. Em uma superfície de extremidade inferior do bocal superior 4, é formada uma superfície de junção 4a para o bocal de imersão 2. Essa figura ilustra um estado de fixação do bocal de imersão 2 durante o lingotamento. O bocal de imersão 2 possui, em sua superfície de extremidade superior, uma superfície de junção 2a para o bocal superior 4, e suportado em sua superfície inferior de flange 2b pelas placas chave 7 empurrado pelos corpos flexíveis 8 sendo dessa forma unido por pressão ao bocal superior 4. A figura 2 é uma vista plana do presente aparelho como observado a partir de baixo, ilustrando um estado de disposição das placas chave 7 de mecanismos de fornecimento de força de impulsão 6 em ambos os lados em uma direção perpendicular /uma direção de ângulo reto para uma direção de movimento do bocal de imersão 2, êmbolos esféricos 30 para controlar o carrinho do bocal de imersão 2, uma estrutura deslizante 10 e um cilindro hidráulico 9 para acionar o mesmo, e um trilho guia 14 no qual o bocal de imersão 2 antes ou depois da troca desliza ou é mantido. As placas chave 7 estão na forma de inserção do bocal de imersão 2. Nessa modalidade, são dispostas em paralelo e em oposição quatro em cada lado. Cada placa chave 7 possui individualmente um corpo flexível para empurrar sua força de repulsa independentemente na placa chave 7. Essa placas chave 7 são dispostas de forma que a força de impulsão possua um centro distribuído de forma eqüidistante em uma direção deslizante da superfície de junção para o bocal superior e dentro de uma faixa sobreposta com a superfície de junção do bocal superior. O trilho guia 14 é disposto horizontalmente nas extensões esquerda e direita das fileiras de placa chave. Um novo bocal de imersão é inserido em uma posição perto de um lado de um impulsionador esquerdo lOd na figura. O trilho guia 14 na frente (superior na figura) como observado por um operador é 50 mm mais curto do que o trilho guia 14 na posição mais profunda (inferior na figura). Isso serve para fornecer um guia de forma que, quando um bocal de imersão 2 é determinado para os trilhos guia 14, o mesmo pode ser primeiro apoiado contra o mais longo na posição mais profunda para ser movido horizontalmente, sendo dessa forma facilmente determinado em ambos os trilhos guia 14. O trilho guia 14 no lado direito na figura está no lado de descarga, onde o bocal de imersão muito utilizado que foi empurrado para fora por um novo bocal de imersão é desengatado de todas as placas guia 7 e movido para o trilho guia 14 no lado de descarga onde é recuperado em sua posição. Acima dos trilhos guia nos lados de inserção e descarga, os êmbolos esféricos 30 são fornecidos, quatro em cada, de forma que o bocal de imersão 2 nos trilhos guia 14 não flutuem ou sejam inclinados devido a uma força de flutuação ou força de mistura causada pelo aço em fusão. Os êmbolos esféricos 30 empurram o bocal de imersão 2 em sua superfície superior de acordo com a situação, para ter também suavizar o movimento do mesmo ou impedir a interferência com o corpo principal do aparelho posicionado acima.

Na figura 3 é ilustrada uma vista em corte do mecanismo de fornecimento de força de impulsão 6 fornecido pela figura 1. O mecanismo de fornecimento de força de impulsão 6 é estruturado com uma superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a da estrutura deslizante 10, um corpo flexível 8, um eixo de suporte de mola superior 8a, um eixo de suporte de mola inferior 8b e uma placa chave 7. O corpo flexível 8 é fixado em suas superfícies superior e inferior pelos eixos de suporte flexíveis 8a, 8b. O eixo e suporte de mola superior 8a em uma extremidade possui uma extremidade superior se apoiando contra a superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a da estrutura deslizante 10 enquanto o eixo de suporte de mola inferior 8b na outra extremidade possui uma extremidade inferior se apoiando contra uma parte traseira da placa chave 7, restringindo dessa forma o comprimento livre. Ambos os eixos de suporte 8a, 8b são montados para realizar a fixação deslizante do corpo flexível 8, para seguir a mudança do comprimento livre no corpo flexível 8. A placa chave 7 em sua frente suporta o lado de baixo do flange 2b do bocal de imersão 2. Na superfície lateral, uma superfície afunilada é fonnada na direção de uma direção de movimento de bocal de imersão a fim de tomar o bocal de imersão 2 pronto para mover para a placa chave 7 durante a troca do bocal de imersão. As placas chave 7 podem ser inclinadas em tomo de um eixo de placa chave 7a. A presente figura ilustra um estado no qual o corpo flexível 8 é deformado em uma quantia predeterminada. A força de repulsa é exercida na parte traseira da placa chave 7 para empurrar a parte dianteira da placa chave 7 para cima unindo por pressão, dessa forma, o bocal de imersão 2 no bocal superior 4. A figura 4 ilustra uma estrutura deslizante 10. A estrutura deslizante 10 se move horizontalmente para trás e para a frente do bocal de imersão 2 em uma forma que um guia deslizante 10b do mesmo é guiado por uma parede guia deslizante da estrutura deslizante 25a em um lado interno da estrutura metálica guia 25, como ilustrado na figura 1. A estrutura deslizante 10 compreende uma superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a se apoiando contra o eixo de suporte de mola superior 8a do corpo flexível 8 ilustrado na figura 3, um guia deslizante 10b mencionado acima, um suporte 10c acoplado a um cilindro hidráulico de acionamento 9 fixado na parte superior interna da estrutura metálica guia 25 ilustrada na figura 1 e acoplando adicionalmente entre a superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a e o guia deslizante 10b, e um impulsionador lOd apoiando contra a superfície lateral do flange do bocal de imersão para empurrar para fora o bocal de imersão. O impulsionador lOd é acoplado localmente ao corpo principal da estrutura deslizante a fim de ser mantido em uma posição rotativa de forma que evite o movimento ascendente quando um novo bocal de imersão é determinado no trilho guia 14 e se apóia contra o flange de um bocal de imersão após o assentamento do bocal de imersão. O impulsionador 10d é feito em um mecanismo a fim de ser guiado em uma projeção guia lOe ao longo de um sulco guia 25b da estrutura metálica guia (ver figura 5), girar automaticamente dependendo de uma posição deslizante da estrutura deslizante 10 e manter uma posição horizontal, movendo assim o bocal de imersão. A superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a forma uma superfície afunilada continuando a superfície horizontal entre as superfícies horizontais possuindo uma altura, para variar a posição da direção da altura na extremidade superior do eixo de suporte de mola superior 8a apoiando contra a superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a dependendo do movimento da estrutura deslizante 10 (impulsionador lOd), possuindo dessa forma um papel para liberar e aumentar/diminuir a carga de uma força de compressão no corpo flexível 8 com relação à inclinação na placa chave 7 apoiada contra a extremidade inferior do eixo de suporte de mola inferior 8b. Em um estado no qual o eixo de suporte de mola superior 8a se apóia contra a superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a posicionada verticalmente alta, normalmente o corpo flexível 8 é liberado na força de compressão, enquanto, em um estado de apoio contra o mesmo em uma posição baixa, o corpo flexível 8 é carregado com uma força de compressão. Na superfície afunilada, o eixo de suporte de mola superior 8a em sua posição de apoio varia em uma direção de altura com o movimento da estrutura deslizante 10, aumentando ou diminuindo gradualmente a força de compressão do corpo flexível 8.

As figuras de 5 a 10 explicam o procedimento da operação de troca do bocal de imersão em cada situação de movimento do bocal de imersão.

Em cada figura na parte inferior, são ilustradas as posições de novos e antigos bocais de imersão dependentes do movimento da estrutura deslizante e, na parte superior, são ilustradas a situação de carregamento de uma força de compressão no corpo flexível e a posição da placa chave dependente de uma posição da superfície de assento de suporte de corpo flexível da estrutura deslizante nesse momento. A figura 5 ilustra um estado imediatamente anterior à entrada de uma operação na qual a operação de lingotamento é temporariamente suspensa para trocar com um novo bocal de imersão. Quando um novo bocal de imersão 2 é determinado no trilho guia 14, o impulsionador lOd é girado para a posição superior e dessa forma está livre para impedir que o bocal de imersão 2 seja colocado horizontalmente no trilho guia 14 a partir de uma direção horizontal. O bocal de imersão 2 em uso recebe uma força de impulsão predeterminada. Nesse momento, a estrutura deslizante 10 está em uma posição limite retraída do cilindro hidráulico. De acordo, a superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a em sua superfície horizontal inferior recebe todos os corpos flexíveis 8, de forma que cada corpo flexível 8 seja comprimido por uma quantidade de deflexão predeterminada onde a força de repulsa age sobre o flange 2b do bocal de imersão 2 através da placa chave 7. Na presente modalidade, a pressão de impulsão causada pelo total de oito placas chave é de cerca de 500 kg quando o bocal de imersão 2 é unido de perto com o bocal superior 4 em um estado estável. A figura 6 e a figura 7 ilustram um estado inicial de uma operação de troca. Depois da determinação de um novo bocal de imersão 2 no trilho guia 14, pela operação do cilindro hidráulico, a estrutura deslizante 10 começa a mover e o impulsionador lOd em sua projeção guia lOe é guiado ao longo do sulco guia 25b para girar em uma posição horizontal. O novo bocal de imersão 2, em um estado apoiado contra o bocal de imersão muito utilizado 2 em seus flanges 2b, é empurrado e movido em uma direção horizontal pelo impulsionador lOd. Quando o novo bocal de imersão 2 é colocado em uma posição da placa chave 7 na frente, o flange 2b em um canto inferior de superfície lateral dianteiro atinge uma superfície afunilada da placa chave 7 para mover para cima na superfície afunilada e em um estado no qual o flange 2b em seus lado inferior se apóia na superfície superior da placa chave 7. Nesse momento, a superfície de assentamento de suporte de corpo flexível 10a move e o corpo flexível 8 para a placa chave 7 na frente libera a força de compressão na superfície horizontal superior enquanto diminui gradualmente a força de compressão através da superfície afunilada.

Conseqüentemente, a placa chave 7, enquanto o flange 2b do bocal de imersão 2 ergue a superfície afunilada da placa chave 7 em repouso na superfície superior da placa chave 7, move descendentemente para alcançar uma posição limítrofe inferior onde a força de compressão é liberada. A posição limítrofe inferior, devido ao peso do bocal de imersão 2 é pequena em comparação com a força de repulsa causada pelo módulo elástico do corpo flexível 8, e é determinada a partir de uma posição de superfície horizontal superior da superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a e um comprimento livre do corpo flexível 8.

Conseqüentemente, o novo bocal de imersão 2 é empurrado para a frente em uma posição inferior em comparação com uma posição de suporte do bocal de imersão muito utilizado 2, sendo dessa forma capaz de mover para uma posição predeterminada enquanto mantém um espaço de contato com a superfície de junção com o bocal superior 4 posicionado acima. De acordo, um elemento de vedação determinado na superfície de junção do novo bocal de imersão 2 é mantido no bocal de imersão 2 permanecendo em um estado determinado sem entrar em contato com o bocal superior 4 durante o movimento do bocal de imersão. Além disso, nesse estado, o bocal de imersão muito utilizado é aplicado por uma força de impulsão pelas seis placas chave e dessa forma mantido de forma vedada com a superfície de junção do bocal superior 4. A figura 8 ilustra um estado no qual o bocal de imersão no curso da operação de troca moveu por uma quantidade a partir de seu orifício interno.

Pelo movimento horizontal do bocal de imersão muito utilizado 2 mantido empurrado para o bocal superior 4 com uma força de acionamento suficiente do cilindro hidráulico, a substância depositada aderida de metal ou alumina formada em uma forma de tubo sobre a parede interna do orifício do bocal do bocal superior 4 e bocal de imersão 2 durante o lingotamento deve ser cortada. Isso é, o bocal de imersão 2 exige uma força de impulsão vertical e uma força de acionamento horizontal suficiente para não separar na superfície de junção para o bocal superior 4 durante o movimento e corte do tubo claramente em um plano horizontal. Nesse caso, a fim de prender uma força de impulsão suficiente, o bocal de imersão 2 deve ser suportado por um número suficiente de placas chave 7 e empurrado para o bocal superior até que a substância restante do metal formado em tubo, deposição ou similar tenha sido cortado. Na presente modalidade, as placas chave 7 são dispostas de forma que a substância restante possa ser encerrada no corte em um momento no qual a força de compressão é liberada de meio número, ou dois, entre as placas chave 7 dispostas simetricamente, quatro em cada lado esquerdo e direito no flange 2b do bocal de imersão 2. Inversamente, os corpos flexíveis 8 utilizados nessa modalidade foram selecionados para ter um módulo elástico capaz de exibir uma força de impulsão suficiente por meio número, isso é, quatro. Nessa modalidade, apesar da força de compressão ser carregada ou liberada por uma diferença de altura entre as superfícies afuniladas da superfície de assentamento de suporte de corpo flexível 10a, existe uma necessidade de se aplicar uma quantidade necessária de força de impulsão à superfície de junção entre o bocal superior 4 e o bocal de imersão 2 por um tempo o máximo possível de até imediatamente antes da liberação da força de compressão. Adicionalmente, existe uma necessidade de se projetar o aparelho de forma mais compacta possível. Por essa razão, existe uma necessidade de se selecionar os corpos flexíveis possuindo tal propriedade que a força de compressão possa ser carregada ou liberada por uma diferença de altura pequena na superfície de assentamento de suporte de corpo flexível 10a e a força de repulsa alta exibida por uma quantidade de compressão pequena. A partir dessa razão, é preferido que o mecanismo de fornecimento de força de impulsão do aparelho de troca de bocal de imersão da invenção para utilizar uma mola espiralada como um corpo flexível em vista do material de resistência ao calor, durabilidade e estabilidade na força de repulsa. Nessa mola espiralada, existe uma necessidade de se selecionar uma possuindo uma força de compressão grande com relação a essa quantidade de deflexão, isso é, grande em módulo elástico. No entanto, é adicionalmente preferido se predeterminar previamente de forma mecânica uma quantidade de deflexão predetenninada do problema de sua restrição de tamanho e espaço além da necessidade de exibir uma força de repulsa suficiente para empurrar o bocal de imersão muito utilizado na superfície de junção e bocal superior até um momento imediatamente anterior retomando para um comprimento original/um comprimento inicial/um comprimento predeterminado perdendo a força de repulsa.

Na figura 9 o bocal de imersão muito utilizado 2 é empurrado para fora e movido para o trilho guia 14 enquanto o novo bocal de imersão 2 em uma posição predeterminada imediatamente sob o bocal superior 4 é suportado por toda as placas chave 7. Nesse estado, os corpos flexíveis 8 das placas chave 7 são recebidos pela superfície horizontal superior da superfície de assentamento do suporte de corpo flexível 10a onde nenhuma força de compressão é somada.

Conseqüentemente, é suportado em uma posição de placa chave determinada por um comprimento livre do corpo flexível predeterminado 8. O bocal de imersão 2 possui, acima, um espaço predeterminado para a superfície de junção do bocal superior 4. Um elemento de vedação determinado é mantido como está. Nesse momento, o cilindro hidráulico para mover o bocal de imersão está em um limite de avanço. O bocal de imersão muito utilizado 2, quando empurrado para fora do bocal superior, é aplicado a uma extremidade traseira com uma força de impulsão até um momento imediatamente anterior à separação, e na superfície de junção move no trilho guia 14 em tal ação à medida que deixa gradualmente a superfície dianteira enquanto desliza na superfície de junção do bocal superior 4. O elemento de vedação determinado na superfície de junção do bocal de imersão muito utilizado 2 é retirado com sucesso da superfície de junção do bocal superior 4. A figura 10 ilustra um estado no qual o novo bocal de imersão 2 está unido por pressão com o bocal superior 4 através do elemento de vedação. O novo bocal de imersão 2, em uma posição limítrofe de avanço do cilindro hidráulico, entra em uma posição imediatamente sob o boca superior 4. Se o cilindro hidráulico for retraído desse estado, a superfície de assentamento de suporte de corpo flexível 10a da estrutura deslizante 10 se apoiando contra os eixos de suporte superiores 8a dos corpos flexíveis 8 das placas chave 7., como mudado da superfície horizontal superior através da superfície de afimilamento para a superfície inferior, comprime os corpos flexíveis 8 para fazer com que sua força de repulsa reaja. No limite retraído do cilindro hidráulico, os corpos flexíveis 8 em todas as placas chave 7 são recebidos pela superfície horizontal inferior da superfície de assentamento de suporte de corpo flexível 10a onde uma força de repulsa predeterminada é aplicada à placa chave 7 para dessa forma erguer o bocal de imersão 2 e unir por pressão o mesmo à superfície de junção do bocal superior 4 através do elemento de vedação.

Depois disso, o bocal de imersão muito utilizado 2 é removido do molde e uma operação de lingotamento é encerrada. A figura 11 explica a relação entre uma superfície afunilada da placa chave e um nível de superfície deslizante de trilho guia. A figura 11 ilustra, à esquerda, um estado no qual nada é determinado sob o bocal superior e, à direita, um estado no qual uma placa de interrupção de fogo é determinada.

Em uma operação de troca de bocal de imersão ou uma operação de desligamento de lingotamento com uma placa de interrupção de fogo, é preferível que o bocal de imersão ou a placa de interrupção de fogo em uma ponta se apóie contra uma superfície afunilada da placa chave 7 na frente empurrando o bocal de imersão muito utilizado e move para cima a superfície afunilada, para se apoiar em uma superfície superior da placa chave 7 e simultaneamente pressionar essa placa chave 7 para baixo. À medida que o novo bocal de imersão ou placa de interrupção de fogo pressiona para dentro o flange do bocal de imersão muito utilizado para mover, o mesmo move de forma similar para as segundas placas chave 7 e as subseqüentes. Por essa razão, as placas chave 7 da invenção possuem, em uma ponta, uma superfície afunilada com um gradiente adequado, levando dessa forma em consideração para suavizar a série de operações. Adicionalmente, a superfície afunilada, se considerar a operação da remoção da placa de interrupção de fogo ou operação do bocal de imersão recém determinado para o aparelho de troca, deve ser fornecida de forma que, em uma posição mais inferior da placa chave 7 durante a determinação com a placa de interrupção de fogo, a extremidade de superfície afunilada está acima de um nível de superfície deslizante do trilho guia 14 (ver a parte direita na figura 11) ou, em uma posição mais superior da placa chave da placa chave 7 onde nada é determinado sob o bocal superior 4 em um início de uso do aparelho de troca de bocal de imersão, a extremidade inferior da superfície afunilada está abaixo do nível de superfície deslizante (ver a parte esquerda na figura 11). A figura 12 ilustra um êmbolo esférico 30 como uma projeção elástica fornecida acima de uma posição de inserção/posição de descarga do bocal de imersão 2, explicando a operação para controlar o carrinho do bocal de imersão 2. A figura 12 ilustra, na parte superior, um caso de troca do bocal de imersão e, na parte inferior, um caso de utilização de uma placa de interrupção de fogo.

Em um dos lados de inserção e descarga do trilho guia 14, o bocal de imersão 2 no trilho guia 14 é imerso em aço em fusão onde existem casos nos quais flutua para cima ou inclina a partir de uma força de flutuação ou força de mistura devido ao aço em fusão. No caso de flutuação ou inclinação do bocal de imersão 2, existe uma preocupação de, durante o movimento do bocal de imersão 2, exista um problema com o movimento do trilho guia 14 para as placas chave 7 ou das placas chave 7 para o trilho guia 14 ou interferência com o bocal superior 4.

Ou de outra forma, pode haver uma interferência com o corpo principal do aparelho na operação de remoção do bocal de imersão muito utilizado 2 do molde. A fim de impedir tal problema, os êmbolos esféricos 30 são fornecidos, cada quatro, acima da posição de inserção e posição de descarga do bocal de imersão 2 para restringir a posição da superfície superior do bocal de imersão 2 fornecendo dessa forma consideração para se manter um carrinho o mais vertical possível. No caso de utilização de uma placa de interrupção de fogo como ilustrado na parte inferior da figura 12, a mesma deve ser movida mantendo-se contato com a superfície de junção do bocal superior 4 e particularmente busca-se se manter uma posição horizontal. O êmbolo esférico 30 no lado de inserção é fixado 10 mm mais alto no lado mais profundo em comparação com o da frente. Isso serve para permitir uma inclinação natural durante o movimento do bocal de imersão 2 a partir do trilho guia 14 nas placas chave 7. No entanto, é determinado em tal altura de forma a não entrar em contato coma superfície de junção do bocal superior 4 devido à inclinação excessiva. O êmbolo esférico 30 na posição de descarga é fixado de forma que a posição de suas esferas estejam de alguma forma acima da superfície de junção do bocal superior 4. Isso serve para restringir a posição limítrofe superior do bocal de imersão 2 a fim de impedir a interferência com o corpo principal do aparelho de troca quando o bocal de imersão empurrado para fora muito utilizado 2 flutua, inclina ou é removido. O bocal de imersão empurrado para fora e muito utilizado 2 deve ser removido imediatamente para fora do molde devido à possibilidade de uma volta súbita à operação de lingotamento. A figura 13 ilustra um bocal de imersão utilizado no aparelho de troca de bocal de imersão. O bocal de imersão 2 possui um flange 2b em sua parte superior. O flange 2b possui, em sua superfície superior, uma superfície de junção 2a com o bocal superior que é uma superfície horizontal como uma superfície deslizante.

Adicionalmente, um recesso (superfície côncava) 2c para assentamento de um elemento de vedação é fornecido de forma circular em tomo do núcleo do orifício de um bocal. O recesso 2c possui uma profundidade de 1,0 a 10 mm para impedir que o elemento de vedação caia mesmo se o bocal de imersão 2 estiver um pouco inclinado. A fim de impedir a queda de um elemento de vedação, o recesso 2c deve ser o mais profundo possível. No entanto, devido à propriedade do elemento de vedação, o aumento em sua espessura aumenta naturalmente a quantidade de compressão para garantir a vedação. De acordo com a restrição mecânica do aparelho e da quantidade de deflexão de mola, a profundidade possui uma limitação de 10 mm. Por outro lado, 1,0 mm é exigido no mínimo para evitar a queda. O bocal de imersão 2 possui um envoltório metálico 2d que cobre do flange 2b até uma parte traseira de um gargalo. As projeções 2e são fornecidas em uma pluralidade de pontos circunferenciais em uma periferia externa do envoltório metálico 2d em uma parte inferior do gargalo, para manter de forma conveniente a posição do bocal de imersão depois do manuseio do bocal de imersão 2 para determinar o mesmo pela utilização, por exemplo, de um gabarito mecânico ou remover o mesmo do trilho guia.

De forma mais concreta, quando da troca do bocal de imersão 2 no curso da operação de lingotamento, o novo bocal de imersão 2 é normalmente pré aquecido a uma temperatura alta. Além disso, visto que a operação estaria perto do molde preenchido com o aço em fusão, é uma prática geral a utilização, basicamente por motivos de segurança, um gabarito para manter e manusear o bocal de imersão 2. Nesse caso, o bocal de imersão quando está perto do molde está em uma posição horizontal, exigindo uma mudança em uma posição vertical dentro do molde. Ademais, a manutenção deve ser justa a fim de superar uma força de flutuação do aço em fusão. Adicionalmente, o bocal de imersão 2 em um estado de ser determinado no refratário superior (bocal superior) deve ser muito coincidente na direção de sua porta de distribuição de aço em fusão 2f com uma direção lateral maior do molde.

Isso é, o bocal de imersão 2 deve estar em uma estrutura para variar sua posição ou ser agarrada de modo a superar uma força de flutuação devido ao metal em fusão quando agarrado por um gabarito. Adicionalmente, na estrutura de agarre, é desejável se dar consideração para a determinação natural de uma direção da porta de ejeção do aço em fusão 2f do bocal de imersão 2.

Como uma estrutura para o acima exposto, o bocal de imersão 2 é coberto com o envoltório metálico 2d em uma parte de uma superfície de extremidade superior para a parte inferior do gargalo, onde em uma superfície do envoltório metálico 2d no mesmo lado que a porta de distribuição de aço em fusão 2f, projeções 2e possuindo um comprimento em uma direção circunferencial do envoltório metálico 2d de pelo menos dois terços de um diâmetro de orifício interno do bocal de imersão 2 são fornecidos de forma horizontal e paralela fornecidos em dois pontos, isso é, em uma posição de pelo menos 95 mm abaixo da superfície da extremidade superior do bocal de imersão (dimensão para um centro de projeção) e uma posição espaçada abaixo de pelo menos 50 mm dessa posição. A posição da projeção 2e é determinada a partir da restrição no espaço para o aparelho de troca de bocal de imersão ou espaço para remoção e inserção de e para o molde. E preferível agarrar o bocal de imersão 2 em um ponto em tomo 120 mm da superfície de extremidade superior. A fim e manter de forma justa o bocal de imersão 2 para mudar livremente a posição do mesmo e superar uma força de flutuação de aço em fusão para manter a posição, as duas projeções 2e possui preferivelmente um espaçamento de 50 mm ou maior em suas dimensões centrais. As projeções 2e podem ser utilizadas para posicionar mediante o agarre o bocal de imersão 2 em uma posição corretamente determinada por um gabarito de manuseio de forma que a direção de sua porta de distribuição de aço em fusão 2f coincide com a direção de um lado maior do molde.

As figuras de 14 a 18 ilustram um estado operacional no qual uma placa de interrupção de fogo é utilizada para fechar a porta de bocal do bocal superior fechando assim uma operação de lingotamento.

Quando a operação de lingotamento é encerrada ou quando o lingotamento precisa ser suspenso devido a um problema no qual o controle de taxa de fluxo é difícil durante o lingotamento ou onde a porta do bocal do bocal superior 4 não pode ser fechada por um tijolo batente, uma placa de interrupção de fogo 20 sem a porta passando por metal em fusão é configurada no lugar de um novo bocal de imersão 2. Realizando-se a operação no procedimento similar ao das figuras de 5 a 8, a porta de bocal do bocal superior 4 pode ser fechada para interromper o fluxo de saída do aço em fusão.

Na série de operações, a placa de interrupção de fogo 20 possui uma espessura 12 mm maior do que a espessura do flange 2b do bocal de imersão 2. Quando a placa de interrupção de fogo 20 é empurrada pelo impulsionador lOd para começar o funcionamento n a primeira placa chave 7, independentemente da posição da superfície de assento de suporte de corpo flexível 10a, durante a troca de bocal de imersão, a força de compressão do corpo flexível 8 correspondente à placa chave 7 é liberada, devido ao fato de a placa de interrupção de fogo 20 ser maior em espessura, a mesma assume uma forma a ser impulsionada para a superfície de junção do bocal superior 4, pressionando adicionalmente para baixo a placa chave 7. Isso é, é movida em um estado de compressão do corpo flexível 8 e unida por pressão ao bocal superior 4 sendo dessa forma empurrada para uma posição predeterminada. Pelo aumento da espessura da placa de interrupção de fogo 20, uma força de impulsão suficiente é garantida para empurrar para fora o bocal de imersão 2 e ao mesmo tempo impedir que o aço em fusão flua para fora.

Conseqüentemente, onde se usa uma placa de interrupção de fogo 20, a porta de bocal do bocal superior deve ser fechada de forma emergencial. Diferentemente da troca do bocal de imersão 2, o mesmo se move em um estado de ser empurrado para a superfície de junção do bocal superior 4 durante o movimento.

Adicionalmente, a força de impulsão na superfície de junção aumenta gradualmente. Quando a placa de interrupção de fogo 20 alcança uma posição predeterminada, simultaneamente uma força de impulsão predeterminada de 500 kg é aplicada. Na configuração e movimentação de uma placa de interrupção de fogo 20, ambas as extremidades da superfície superior são chanfradas pelo menos sobre uma largura de 10 mm e uma profundidade de 12 mm para não impedir o movimento causado pelo êmbolo 30. A figura 19 ilustra um formato da placa de interrupção de fogo 20.

De forma similar ao bocal de imersão ilustrado na figura 13, o gargalo é coberto por um envoltório metálico 20d e possui projeções 20e na superfície periférica externa do envoltório metálico 20d em uma parte abaixo do gargalo.

Apesar das características da invenção terem sido explicadas com base nas figuras de 1 a 19, o aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, além de ser fornecido diretamente no fundo do distribuidor referido na figura 1, pode ser fornecido através de um dispositivo de bocal deslizante para controlar a taxa de fluxo de aço em fusão. Adicionalmente, na aplicação do bocal de imersão da invenção ao aparelho de troca de bocal de imersão da invenção, é possível se preparar separadamente um aparelho para manusear o bocal de imersão.

Como acima, a presente invenção, em um aparelho de troca de bocal de imersão para uma troca rápida de um bocal de imersão durante o lingotamento, pode aplicar um elemento de vedação à superfície de junção e cortar o metal ou similar depositado em tomo da porta do bocal. Adicionalmente, o bocal de imersão pode ser unido por pressão de forma homogênea à toda a superfície de junção em um estado de manutenção do bocal de imersão em sua posição, melhorando, dessa forma, a capacidade de vedação na superfície de junção e na estabilização da qualidade do aço. Ademais, o problema durante a operação de troca de bocal de imersão pode ser eliminado. Além disso, em uma emergência, a interrupção do lingotamento é possível utilizando-se uma placa de interrupção de fogo, aperfeiçoando a segurança. Adicionalmente, pelo fornecimento de uma projeção de agarre no bocal de imersão ou placa de interrupção de fogo, o manuseio utilizando um gabarito se toma fácil e positivo.

Aplicabilidade Industrial A presente invenção é aplicável a um aparelho de troca de bocal de imersão capaz de garantir uma vedação alta na superfície de junção entre o bocal de imersão e o refratário superior, e para que um bocal de imersão e placa de interrupção de fogo sejam utilizados.

Claims (2)

1.

Bocal de imersão a ser utilizado em um aparelho de troca de bocal de imersão capaz de realizar a operação de troca de uni bocal de imersão (2) no curso de uma operação de lingotamento, caracterizado pelo falo de que: um gargalo do bocal de imersão c coberto com um envoltório metálico; e, projeções possuindo um comprimento em uma direção circunferencial do envoltório metálico de pelo menos dois terços ou mais do diâmetro de um orifício do bocal de imersão (2) são fornecidas horizonlalmcnle c em paralelo em uma superfície do envoltório metálico no mesmo lado de uma ]x>rta (20 de distribuição de aço em fusão do bocal de imersão (2) em dois locais dc uma posição espaçada pelo menos por 95 mm abaixo de uma superfície de extremidade superior do bocal de imersão e uma posição espaçada pelo menos 50 mm abaixo da mesma.