BR112016020663B1 - Aparelho para lingotamento contínuo de placa - Google Patents

Abstract

o propósito da presente invenção é rotar um bocal submerso durante moldagem, mudar livremente o ângulo de descarga do metal fundido, e girar e misturar metal fundido em um molde de chapa. o aparelho para moldagem contínua de chapa de acordo com a presente invenção supre metal fundido (3) a um molde de chapa resfriado em água (2) a partir de um funil (1) através de pelo menos um bocal superior (4), uma válvula de distribuição (5) e um bocal submerso (10) e solidifica o metal fundido, dito aparelho para moldagem contínua de chapa tendo um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso afixado ao mesmo. o aparelho para moldagem contínua de chapa é configurado de tal modo que um mecanismo de mudança de direção de descarga (20) que é capaz de mudar livremente o ângulo de descarga do metal fundido (3) em uma seção transversal horizontal durante moldagem é disposto entre um dispositivo de válvula de distribuição (8) para abrir/fechar a válvula de distribuição (5) e o bocal submerso (10).

Description

APARELHO PARA LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE PLACA

CAMPO TÉCNICO

[1] A presente invenção se refere a um aparelho para lingotamento contínuo de placa e, mais especificamente, se refere a um novo aprimoramento para rotar e agitar metal fundido contido em um molde de uso de placa com o ângulo de descarga do metal fundido alterado de maneira arbitrária durante o processo de moldagem.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[2] Nos últimos anos, lingotes (também referidos como veios) de aço ou vários tipos de ligas ou semelhantes são produzidos em massa em geral usando um assim chamado “método de lingotamento contínuo” que inclui as etapas de injetar continuamente uma liga fundida ou semelhantes em um molde refrigerado por água e gradualmente retirar lingotes solidificados do molde.

[3] Existe um histórico que o uso prático de lingotamento contínuo originado com máquinas de lingotamento contínuo para tarugos e blocos e a seguir lingotamento contínuo de placas tendo atrás de seção transversal maiores tem aumentado por causa de grandes demandas por economia de energia e aprimoramento de produtividade.

[4] De maneira a obter lingotes de alta qualidade com menos inclusões não metálicas e menos segregação de componente pelo lingotamento contínuo descrito acima, é importante agitar o metal fundido no meio da solidificação como for necessário. Ainda, a agitação do metal fundido nas placas que são maiores na área de seção transversal e além disso maiores na razão de comprimento para largura da área de seção transversal (por exemplo, a razão do comprimento da maior parede lateral para o comprimento da menor parede lateral sendo de 5 ou mais) pode ser bastante confiável para tais problemas como a ocorrência de segregação central, rachaduras de seção transversal central bem como a degradação de usinabilidade, diferentemente do caso de veios que são menores em área de seção transversal e além disso quase quadrados na forma de seção transversal tais como blocos ou tarugos. Por esta razão, tem existido uma necessidade pela agitação do metal fundido como for necessário.

[5] Como uma contramedida da técnica de agitação de metal fundido no lingotamento contínuo, um método em que, por exemplo, um agitador eletromagnético é provido próximo de um molde de refrigeração ou em uma face traseira de um molde de refrigeração e metal fundido é agitado usando força eletromagnética, é conhecido. No entanto, como os agitadores eletromagnéticos são dispositivos bem caros, tem existido uma demanda por dispositivos baratos que podem ser substituídos por estes agitadores eletromagnéticos, para agitar metal fundido no molde de refrigeração.

[6] Como uma solução dada por dispositivos baratos descritos acima, são propostos tais métodos como Documentos de Patente 1 a 6 para blocos ou tarugos tendo formas de seção transversal quase quadradas.

[7] O Documento de Patente 1 divulga um método para geração de um fluxo rotativo horizontal no metal fundido dentro do molde por um arranjo que quatro furos de descarga são providos em simetria rotativa em uma porção inferior de um bocal submerso em uma direção de inclinação, mais preferivelmente um ângulo de (45±10)°, para um plano de molde quadrado. Apesar de este método aprimorar a qualidade de veios de blocos ou tarugos, a extensão do efeito não foi suficiente. Portanto, o Documento de Patente 2 aprimora o Documento de Patente 1 e propõe um método para geração de um fluxo rotativo horizontal no metal fundido dentro do molde para agitar o metal fundido dentro do molde através da inclinação da direção do metal fundido descarregado a partir de quatro furos de descarga de forma a estar ao longo das direções de ângulos constantes com relação a cada superfície de molde de um molde quadrado em vez de estar em simetria rotativa, isto é, para direções que correspondem com cerca de metade dos ângulos formados por uma linha diagonal com relação à normal estendida a partir de um centro de bocal submerso para linhas laterais individuais. O Documento de Patente 2 descreve que este método aprimora a qualidade dos veios. No entanto, como estes métodos são assumidos para moldes de bloco e tarugo, eles possuem certos graus de realizações fornecendo o metal fundido para ambos os lados longo e curto. Com relação às placas, ainda existe um problema que o metal fundido dificilmente pode ser fornecido até a face de extremidade de lado longo, tornando impossível obter um efeito de agitação suficiente do metal fundido.

[8] O Documentos de Patente 3 a 6 propõe métodos para intencionar a agitação do aço fundido dentro do molde injetando o aço fundido no molde com um bocal submerso rotativo enquanto é rotado.

[9] O Documento de Patente 3 propõe um método para rotar continuamente o bocal submerso em uma velocidade rotacional predeterminada por um dispositivo de acionamento provido no exterior suportando rotativamente o bocal submerso através de um mancai, provendo interstícios em uma extremidade inferior de um bocal de distribuidor e uma porção de extremidade superior do bocal submerso e introduzindo gás inerte para estes interstícios de forma que oxigênio na atmosfera é evitado de ser capturado para o aço fundido através dos interstícios. Como um resultado, o Documento de Patente 3 descreve que um fluxo rotativo horizontal foi gerado para agitar o aço fundido dentro do molde, que aprimora a qualidade de veios.

[10] Os Documentos de Patente 4 e 5 são aprimoramentos do Documento de Patente 3. O Documento de Patente 4 propõe um método para rotar continuamente o bocal através da reação do aço fundido descarregado através de furos de descarga do bocal submerso tendo angulação circunferencial com relação às direções radiais a partir de um eixo geométrico central em vez de usar o dispositivo de acionamento, em que o mecanismo de retenção e rotação do bocal submerso é idêntico com aquele do Documento de Patente 3. O Documento de Patente 4 descreve que o método para agitar o aço fundido através da rotação do bocal submerso em uma velocidade rotativa correspondendo com a velocidade de fluxo do aço fundido gera um fluxo rotativo horizontal e agita o aço fundido dentro do molde para aprimorar a qualidade dos veios. Adicionalmente, o Documento de Patente 5 propõe um método para agitar de maneira eficiente o aço fundido provendo os furos de descarga em diferentes alturas na direita e na esquerda, injetando o aço fundido no molde em diferentes alturas, suportando o bocal submerso rotativamente, e rotando continuamente o bocal submerso em uma velocidade rotacional predeterminada por um dispositivo de acionamento. Como um resultado, o Documento de Patente 5 descreve que um fluxo rotativo foi gerado nas direções horizontal e vertical para agitar o aço fundido no molde, em que a qualidade dos veios foi aprimorada.

[11] Nestes casos, tem existido um problema que durante o fluxo do aço fundido a partir do bocal de distribuidor para o bocal submerso, redução de pressão ocorre no interstício entre o bocal de distribuidor e o bocal submerso de acordo com o princípio de Bernoulli, fazendo com que grandes quantidades de gás inerte sejam sopradas para o aço fundido através deste interstício com o resultado que grandes quantidades de bolhas de ar são capturadas para os veios. Por outro lado, apesar de um efeito ser obtido em termos de agitação de aço fundido, também neste caso, tem existido um problema, para a aplicação para placas, que o aço fundido dificilmente pode ser fornecido para a face de extremidade de lado mais longo, de forma que nenhum efeito suficiente para agitar o aço fundido pode ser obtido.

[12] Enquanto isso, o Documento de Patente 6 propõe uma máquina de lingotamento contínuo do tipo de rolo duplo em que um flange é provido na porção inferior da parte que se estende do bocal, o flange é colocado em contato deslizante com um flange provido na porção superior do bocal submerso, os flanges são pressionados entre si por uma mola ou semelhantes, e o bocal submerso é rotado continuamente em uma velocidade rotacional predeterminada provendo um dispositivo de acionamento. Como um resultado, o Documento de Patente 6 descreve que blindagens de parede foram evitadas de ser geradas por jateamento de aço fundido quente derivado do distribuidor de maneira uniforme no molde de forma que a temperatura do aço fundido no molde é tornada uniforme para aprimorar a qualidade dos veios. No entanto, se este método é aplicado às máquinas de lingotamento contínuo de placa para ferro, haverá um problema de abrasão da porção de contato deslizante acima. Apesar de usar lubrificantes sólidos ou semelhantes para garantir a propriedade de lubrificação ser concebível, não é necessariamente eficaz.

[13] Adicionalmente, nos casos onde o método para transmitir um fluxo rotativo para o aço fundido dentro do molde rotando continuamente direções de descarga tais como os Documentos de Patente 3 a 6 ser aplicado para máquinas de lingotamento contínuo de placa, pode ser difícil fornecer aço fundido para ambas as partes de lado mais longo e de lado mais curto, e particularmente difícil de fornecer aço fundido para a face de extremidade de lado mais longo, encontrando um problema que efeito de agitação suficiente do aço fundido pode não ser obtido.

[14] Em contraste, o Documento de Patente 7 provê um método para fornecer aço fundido para a face de extremidade de lado mais longo de maneira concentrada e agitar o aço fundido suavemente nas máquinas de lingotamento contínuo de placa instalando um bocal submerso de forma que as direções de descarga do aço fundido por um bocal submerso de dois furos são definidas entre uma normal estendida a partir do eixo geométrico central do bocal submerso para o lado mais curto do molde e uma linha diagonal do molde. O Documento de Patente 7 descreve que a aço fundido método de lingotamento contínuo foi provido em que o fornecimento em excesso de fluxos de descarga que atingem a superfície de parede de lado mais longo é eliminado e além disso rupturas são evitadas de forma que lingotes de excelente qualidade podem ser fabricados e a qualidade dos veios foi aprimorada.

[15] Na ocasião de lingotamento contínuo, continuar com o lingotamento contínuo com substituição de uma panela cheia com novo aço fundido enquanto o aço fundido armazenado no distribuidor é tomado como um “buffer” é referido como lingotamentos contínuos sequenciais (que querem dizer continuar o lingotamento contínuo), e o número de panelas de lingotamentos contínuos sequenciais é referido como número de lingotamentos contínuos sequenciais. Neste sentido, o aumento do número de lingotamentos contínuos sequenciais é preferível a partir tanto do ponto de vista energético quanto econômico. No entanto, o bocal submerso para o lingotamento contínuo sempre está submerso no metal fundido. Adicionalmente, para garantir a lubricidade entre o casco solidificado de aço e o molde resfriado com água, escórias de óxido que são chamadas de pó fluxante são formadas no molde resfriado por água para o lingotamento contínuo. Como o bocal submerso tem grande perda dissolvida nas porções que contatam estas escórias de óxido, tem havido um problema em que o número de lingotamentos contínuos sequenciais não pode ser aumentado. Este problema é resolvido substituindo o bocal submerso com um novo como é necessário durante os lingotamentos contínuos sequenciais. A substituição de bocais submersos no meio de lingotamentos contínuos sequenciais é referida como substituição rápida de bocais submersos. Por exemplo, um mecanismo de substituição rápida para os bocais submersos tais como o Documento de Patente 8 é introduzido.

[16] Mesmo em tais máquinas de lingotamento contínuo tendo o mecanismo de substituição rápida para bocais submersos, foi esperada a agitação do metal fundido como necessário.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE

[Documento 1] Pedido de Patente Japonês depositado aberto No. S58-77754 [Documento 2] Publicação Examinada de Patente Japonesa No. Hl-30583 [Documento 3] Pedido de Patente Japonês depositado aberto No. S62-259646 [Documento 4] Pedido de Patente Japonês depositado aberto No. S62-270260 [Documento 5] Pedido de Patente Japonês depositado aberto No. S62-270261 [Documento 6] Pedido de Utilidade Japonês depositado aberto No. H1-72942 [Documento 7] Pedido de Patente Japonês depositado aberto No. 2000-263199 [Documento 8] Patente Japonesa No. 4669888 SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO

[17] Como os aparelhos para lingotamento contínuo de placa convencionais são construídos das maneiras descritas acima, existem os seguintes problemas.

[18] Especificamente, o aparelho para lingotamento contínuo de placa do Documento de Patente 7 que supera os problemas dos aparelhos para lingotamento contínuo de placa descritos acima dos Documentos de Patente 1 a 6 também possui os seguintes problemas.

[19] Especificamente, apesar de inclusões geralmente serem depositadas em torno de furos de descarga do bocal submerso durante a moldagem, as posições de deposição não são necessariamente simétricas com relação às direções de descarga. No caso de posições de deposição assimétricas, as direções de fluxos de descarga geralmente mudam com relação às direções de ajuste iniciais durante a moldagem. Portanto, tem existido um problema em que um fluxo rotativo suficiente não pode ser obtido no meio da moldagem. Adicionalmente, recentemente, como o bocal submerso ou semelhantes tem maior tempo de vida, a vida de serviço do bocal submerso ou semelhantes tem sido capaz de durar a moldagem com uma pluralidade de panelas. Como um resultado, tem sido possível moldar em sequência veios de diferentes tipos de aço ou diferentes larguras de moldes de refrigeração. Apesar de um método para realizar o lingotamento contínuo com mudança da espessura ou da largura do molde durante a moldagem geralmente ser adotado, o método do Documento de Patente 7 possui um problema que o ângulo ideal para obter um fluxo rotativo do metal fundido não pode ser garantido com a mudança da largura ou da espessura.

[20] Tem existido um problema em que afixar um bocal submerso em um certo ângulo como o dito acima não pode prover efeito de agitação suficiente para o metal fundido a partir do meio da moldagem mesmo que o efeito suficiente possa ser provido no estágio inicial da moldagem. Com um bocal submerso afixado em um certo ângulo como mostrado acima, tem havido um problema que mesmo se fluxo rotativo suficiente é obtido no estágio anterior, pode ser impossível obter efeito de agitação suficiente para o metal fundido em alguns pontos durante o processo.

[21] A presente invenção foi feita de maneira a resolver estes problemas e um objetivo da invenção é prover um aparelho para lingotamento contínuo de placa que é designado para realizar uma rotação estável e agitar o metal fundido no molde de placa particularmente com alteração arbitrária do ângulo de descarga do metal fundido durante a moldagem.

MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS

[22] Um aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção em que metal fundido 3 é fornecido a partir de um distribuidor 1 para um molde resfriado por água 2 para a placa através de pelo menos um bocal superior 4, uma válvula de deslizamento 5 compreendendo blocos de placa 5a, 5b, 5c, e um bocal submerso 10, e em que um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 é afixado, em que um mecanismo de alteração de direção de descarga 30 capaz de alterar de maneira arbitrária um ângulo de descarga do metal fundido 3 como observado em uma seção transversal horizontal, durante a moldagem, é provida entre um dispositivo de válvula de deslizamento 8 para abrir e fechar a válvula de deslizamento 5 e o bocal submerso 10; o mecanismo de alteração de direção de descarga 30 compreende: uma superfície de contato deslizante 40 provida pelo menos em uma superfície superior 10a do bocal submerso 10; um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20; e um mecanismo de acionamento 70 para alterar as direções de descarga do metal fundido 3 a partir do bocal submerso 10; o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 compreende: bases 21; prendedores 23 suportados pelos pinos de prendedor 62 providos nas bases 21; e molas 22 providas nas bases 21 para solicitar os prendedores 23 para cima, em que os prendedores 23 e as molas 22 são um mecanismo binário opostos entre si de maneira a formar um ângulo de 180°, e em que os prendedores 23 suportam uma superfície inferior de flange 25a do bocal submerso 10 inserido ao longo de trilhos de guia 26, os prendedores 23 sendo solicitados para cima pelas molas 22 que retém e pressiona para cima o bocal submerso 10; o mecanismo de acionamento 70 para alterar as direções de descarga dos furos de descarga 10b do bocal submerso 10 compreende: um dispositivo de acionamento 71 para aplicar força para alterar as direções; e uma parte de transmissão 90 para transmitir a força a partir do dispositivo de acionamento 71 para o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20, e em que o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 retendo o bocal submerso 10 é integralmente balançado para esquerda e para direita em torno de um eixo geométrico central do bocal submerso 10 operando o dispositivo de acionamento 71; e a superfície superior 10a do bocal submerso 10 está em contato deslizante com uma superfície inferior 9a de um bocal inferior 9 localizado sob o dispositivo de válvula de deslizamento 8 ou em contato deslizante com uma superfície inferior de uma placa inferior 5c formando uma parte do dispositivo de válvula de deslizamento 8.

EFEITOS DA INVENÇÃO

[23] Como o aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção é construído de uma maneira descrita acima, pode prover os seguintes efeitos.

[24] Especificamente, em um aparelho para lingotamento contínuo de placa que fornece metal fundido a partir de um distribuidor 1 para um molde resfriado por água 2 para a placa através de pelo menos um bocal superior 4, uma válvula de deslizamento 5 consistindo em blocos de placa 5a, 5b, 5c, e um bocal submerso 10 e afixando um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso para o mesmo, provendo um mecanismo de alteração de direção de descarga 30 entre um dispositivo de válvula de deslizamento 8 para abrir e fechar a válvula de deslizamento 5 e o bocal submerso 10, que pode mudar de maneira arbitrária o ângulo de descarga do metal fundido 3 como observado em uma seção transversal horizontal durante a moldagem, um fluxo de descarga 3a a partir do bocal submerso 10 pode ser direcionado de maneira arbitrária para uma direção particular, um fluxo rotativo pode ser transmitido para o metal fundido e além disso um ângulo de descarga apropriado pode ser garantido com a mudança do ângulo de descarga devido à deposição das inclusões para os furos de descarga ou até mudando a espessura e a largura do molde.

[25] Adicionalmente, como o mecanismo de alteração de direção de descarga 30 inclui uma superfície de contato deslizante 40 provida pelo menos em uma superfície superior 10a do bocal submerso 10, um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 e um mecanismo de acionamento 70 para alterar a direção de descarga do metal fundido 3 a partir do bocal submerso 10, a rotação do bocal submerso é facilitada.

[26] Adicionalmente, o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 inclui bases 21, prendedores 23 suportados pelos pinos de prendedor 62 providos nas bases 21 e molas 22 providas nas bases 21 para solicitar os prendedores 23 para cima, os prendedores 23 e as molas 22 está um mecanismo binário oposto entre si de maneira a formar um ângulo de 180°, os prendedores 23 suportam uma superfície inferior de flange 25a do bocal submerso 10 inserido ao longo de trilhos de guia 26, os prendedores 23 são solicitados para cima pelas molas 22 que retém e pressiona para cima o bocal submerso 10. O mecanismo de acionamento 70 para alterar as direções de descarga dos furos de descarga 10b do bocal submerso 10 inclui um dispositivo de acionamento 71 para aplicar força para mudar as direções e uma parte de transmissão 90 para transmitir a força a partir do dispositivo de acionamento 71 para o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20, e o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 holding o bocal submerso 10 é integralmente balançado para esquerda e para direita em tomo de um eixo geométrico central P do bocal submerso 10 operando o dispositivo de acionamento 71. Assim, a retenção e a rotação do bocal submerso podem ser realizadas facilmente.

[27] Adicionalmente, como a superfície superior do bocal submerso 10 está em contato deslizante com uma superfície inferior 9a de um bocal inferior 9 localizado sob o dispositivo de válvula de deslizamento 8, o bocal submerso 10 pode ser rotado de maneira suave.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[28] A Fig. 1 é uma vista esquemática mostrando um caminho de fluxo de metal fundido a partir de um distribuidor 1 a um molde resfriado por água 2 em um aparelho geral de lingotamento contínuo para placa de aço é provido com um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso.

[29] A Fig. 2 é uma vista frontal mostrando um aparelho para lingotamento contínuo de placa em que um mecanismo de alteração de direção de descarga é provido entre um bocal inferior e um bocal submerso de acordo com a invenção.

[30] A Fig. 3 é uma vista plana da FIG. 2, em que um bocal submerso não usado e após o uso o bocal submerso representado pelas linhas de cadeia de dois pontos mostram as posições para substituição de bocal e não existe nada nestes locais quando a direção de descarga é alterada.

[31] A Fig. 4 é uma vista seccional tomada ao longo da linha A-A’ na Fig. 3.

[32] A Fig. 5 é uma vista alargada do mecanismo de alteração de direção de descarga de acordo com a invenção da FIG. 2.

[33] A Fig. 6 é uma vista de exemplo mostrando uma posição de rotação em que o ângulo de descarga foi alterado no mecanismo de alteração de direção de descarga de acordo com a invenção da FIG. 2.

[34] A Fig. 7 é uma vista seccional mostrando uma estrutura para evitar a rotação conjunta do bocal inferior de acordo com a invenção.

[35] A Fig. 8 mostra um exemplo da estrutura do dispositivo de acionamento para o mecanismo de alteração de direção de descarga do bocal submerso de acordo com a invenção.

[36] A Fig. 9 mostra outro exemplo da estrutura do dispositivo de acionamento para o mecanismo de alteração de direção de descarga do bocal submerso de acordo com a invenção.

[37] A Fig. 10 mostra outro exemplo da estrutura do dispositivo de acionamento para o mecanismo de alteração de direção de descarga do bocal submerso de acordo com a invenção.

[38] E a Fig. 11 mostra outro exemplo da estrutura do dispositivo de acionamento para o mecanismo de alteração de direção de descarga do bocal submerso de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[39] Esta invenção provê um aparelho para lingotamento contínuo de placa que é projetado para aprimorar a qualidade de lingotes produzidos através da alteração dos ângulos de descarga do metal fundido de maneira arbitrária durante a moldagem, rotando e agitando o metal fundido no molde de placa e solidificando o metal fundido.

EXEMPLOS

[40] Aqui abaixo, modalidades preferidas do aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção são descritas com referência aos desenhos anexos.

[41] Antes de explicar o aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção, o histórico que os presentes inventores desenvolvem a presente invenção é descrito. Ou seja, os presentes inventores estudaram um método para obter um fluxo rotativo de metal fundido pelos fluxos de descarga a partir do bocal submerso em um aparelho para lingotamento contínuo de placa por meio de experimentos de modelo de água com a consulta do Documento de Patente 2 e do Documento de Patente 7. Os tamanhos dos experimentos de modelo de água foram equivalentes com aqueles de máquinas reais, com uma espessura de placa de 250 mm e uma largura de placa de 2000 mm.

[42] Como um resultado, os seguintes foram descobertos: (1) 0 bocal com dois furos tal como o Documento de Patente 7 é superior ao bocal incluindo quatro furos de descarga tais como o Documento de Patente 2; (2) No caso de utilizar um bocal de dois furos, é preferível deixar fluxos de descarga atingirem a parede de lado mais longo. Assim não é preferível direcionar os fluxos de descarga para a parede de lado mais curto como o Documento de Patente 7; e (3) A direção de descarga preferivelmente é direcionada para uma faixa de 15% a 40% do comprimento de lado mais longo que se estende a partir do ponto de interseção entre o lado mais curto e o lado mais longo do molde para a porção central do lado mais longo. Em outras palavras, 45° ou mais do ângulo de descarga já que o Documento de Patente 2 não é preferível e fazer a direção de descarga excessivamente próxima para a direção de linha diagonal também não é preferível.

[43] Com base nos conhecimentos acima, os presentes inventores estudaram a aplicação para as máquinas atuais.

[44] Com relação a (2) acima, o Documento de Patente 7 cita o Documento de Patente 2 a ser referido sobre a causa de atraso de solidificação ou redissolução de cascos solidificados devido ao choque de fluxos de descarga contra o lado mais longo ou ocorrendo fugas em casos destacáveis. No entanto, o estudo do Documento de Patente 2 em detalhe, a razão de comprimento para largura do molde quadrado usado para o estudo é de cerca de 2 : 3 e os ângulos formados pela direção de descarga e os lados individuais são de cerca de 60° e 75°. Adicionalmente, o Documento de Patente 1 em que o Documento de Patente 2 está baseado especifica que o ângulo é (45 ± 10)°. Por outro lado, no caso de aplicação das técnicas correspondendo com os conhecimentos, mesmo se os fluxos de descarga atingem o lado mais longo, o ângulo de direção de descarga resulta em um próximo de um fluxo paralelo diferente do Documento de Patente 2. Assim, os presentes inventores pensam que não existe problema.

[45] Com base em tal estudo, após tentar as aplicações para as máquinas reais, fluxos de rotação de sucesso foram obtidos. No entanto, um problema ocorreu que fluxos rotativos suficientes não podem ser obtidos a partir do meio da moldagem apesar de fluxos rotativos suficientes serem obtidos no estágio inicial de moldagem. O estudo das causas do problema, houveram duas causas e uma delas foi o efeito de fluxos de deriva que ocorrem no bocal submerso devido ao grau de abertura da válvula de deslizamento localizada na porção superior do bocal submerso. A válvula de deslizamento normalmente regula a taxa de fluxo se movendo em uma direção do lado mais longo. Como um resultado, como o fluxo de metal fundido que passa através da válvula de deslizamento tende a ser solicitado no bocal submerso e a direção de descarga é inclinada com relação a um lado dos furos de descarga, o ângulo de fluxo de descarga muda subitamente dependendo do grau de abertura da válvula de deslizamento. Por esta razão, fluxos rotativos suficientes não podem ser obtidos. A outra causa foi o efeito das inclusões aderidas ao interior do bocal. Em geral, as inclusões no metal fundido podem ser depositadas em torno dos furos de descarga do bocal submerso após um tempo curto a partir do início da moldagem e o fluxo de descarga do metal fundido pode mudar. Em particular, pelas inclusões depositadas em um lado dos furos de descarga, as direções dos fluxos de descarga mudam no meio de moldagem e suficientes fluxos rotativos não foram obtidos.

[46] Mesmo em tal caso, um efeito de agitação suficiente é necessário para o metal fundido dentro do molde. Sob estas condições, os presentes inventores pensam que um aparelho capaz de mudar a direção de descarga durante o curso de moldagem e além disso permitir que bocais submersos sejam substituídos é indispensável e assim alcançam a presente invenção.

[47] A Fig. 1 mostra uma vista esquemática de um caminho de fluxo de metal fundido a partir de um distribuidor 1 para um molde resfriado por água 2 em um aparelho para lingotamento contínuo de placa de aço geral equipado com um dispositivo de substituição rápida de bocal submerso.

[48] Metal fundido 3 armazenado no distribuidor 1 é fornecido através de um bocal superior 4 para uma válvula de deslizamento 5 compreendendo uma placa superior 5a, uma placa de deslizamento 5b e uma placa inferior 5c. Esta válvula de deslizamento 5 compreende dois ou três blocos de placa perfurados 5a, 5b, 5c, e o tamanho das perfurações de sobreposição 5aA, 5bA, 5cA são ajustadas através do deslizamento de um dos blocos de placa 5a, 5b, 5c para controlar a quantidade de fluxo do metal fundido 3 que passa através das perfurações 5aA, 5bA, 5cA. O metal fundido 3 que passa através da válvula de deslizamento 5 é fornecido para um bocal submerso 10 através de um bocal inferior 9 suportado por um invólucro de vedação 13. No entanto, existem alguns casos onde o metal fundido 3 é fornecido diretamente a partir da válvula de deslizamento 5 para o bocal submerso 10 sem o uso do bocal inferior 9. O metal fundido 3 descarregado a partir de furos de descarga 10b do bocal submerso 10 é solidificado no molde resfriado por água 2.

[49] Em adição, a válvula de deslizamento 5 é encaixada para um dispositivo de válvula de deslizamento 8. O dispositivo de válvula de deslizamento 8 compreende um alojamento 6, um invólucro de deslizamento 12, um invólucro de vedação 13, e um cilindro hidráulico 11 para o deslizamento. Os dois ou três blocos de placa perfurados 5a, 5b, 5c são fixados ao alojamento 6, o invólucro de deslizamento 12, e o invólucro de vedação 13, respectivamente. Um dos dois ou três blocos de placa 5a, 5b, 5c é construído de forma a ser deslizável pelo cilindro hidráulico 11 para o deslizamento fixado no lado de alojamento 6.

[50] Um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 é construído de forma a reter e pressionar para cima o bocal submerso, afixado abaixo do dispositivo de válvula de deslizamento 8, e construído de forma a permitir que o bocal submerso seja substituído facilmente quando a perda dissolvida do bocal submerso se torna pesado durante lingotamentos contínuos sequenciais.

[51] A seguir a construção da invenção bem como a sua operação básica é descrita com referência à FIG. 2.

[52] Esta invenção é distinguida pelo fato de que um mecanismo de alteração de direção de descarga 30 capaz de alterar de maneira arbitrária o ângulo de descarga do metal fundido 3 em uma seção transversal horizontal durante a moldagem é provida entre o dispositivo de válvula de deslizamento 8 e o bocal submerso 10. Permitindo que o ângulo seja alterado durante a moldagem provê um efeito de garantir a direção de descarga necessária para obter um fluxo rotativo e torna possível obter continuamente um fluxo rotativo de sucesso. Em particular, a necessidade de alterar a direção de descarga do metal fundido 3 surge principalmente em três casos como descrito abaixo.

[53] O primeiro caso é que as inclusões são depositadas em torno dos furos de descarga 10b durante a moldagem de forma que as direções de descarga a partir dos furos de descarga 10b são alteradas durante a moldagem. Tais alterações nas direções de descarga estão detectadas a partir da observação da superfície do metal fundido no molde, muda no nível de metal fundido, mudanças na temperatura medida pelo termômetro provido no molde resfriado por água 2, e semelhantes. Se qualquer uma de tais alterações ocorre, a alteração das direções dos furos de descarga 10b para ângulos apropriados pode corrigir as direções de descarga para manter direções de descarga apropriadas.

[54] Apesar o fluxo do metal fundido 3 no molde 2 não poder ser observado diretamente, o fluxo do metal fundido 3 no molde 2 pode ser inferido observando a superfície do metal fundido 3 (ou as superfícies dos pós fluxantes já que eles atualmente estão presentes) no molde 2. Por exemplo, o fluxo pode ser estimado pela variação da altura de superfície do metal fundido 3 ou o modo do fluxo de superfície (estado de rotação). Verificando os mesmos visualmente, o ângulo de ajuste do bocal submerso 10 é ajustado de forma a obter a direção de descarga ótima.

[55] Ainda, a variação da altura de superfície do metal fundido 3 pode ser detectada por um sensor de deslocamento de tipo sem contato (não mostrado) tal como um sensor de deslocamento ultrassônico ou um sensor de deslocamento de infravermelho. Além disso, o molde resfriado por água 2 é provido com um termômetro (não mostrado) (por exemplo, termopar, etc.) para detectar fugas, e uma direção de descarga de corrente também pode ser conhecida pela sua própria mudança de temperatura. O ângulo de descarga também pode ser alterado com base nesta informação, e controle automático adicional também é adotado.

[56] O segundo caso é que a largura ou a espessura do molde resfriado por água 2 é alterado durante a moldagem. Quando a largura ou a espessura do molde resfriado por água 2 é alterada, a direção de descarga apropriada para obter um fluxo rotativo também é alterada. Permitindo que o ângulo seja alterado durante a moldagem, também se torna possível garantir a direção de descarga apropriada mesmo quando a largura ou a espessura do molde resfriado por água 2 é alterada.

[57] O terceiro caso é que a direção de descarga é alterada entre um estado de moldagem de não estacionário e um estado de moldagem estacionário. Por exemplo, no estágio inicial de moldagem, um fluxo rotativo não é gerado no molde resfriado por água 2. No caso de gerar um fluxo rotativo no estado, é possível alcançar o estado estacionário mais cedo através do ajuste do ângulo para facilitar a geração de um fluxo rotativo. Enquanto isso, uma vez que um fluxo rotativo é gerado no molde, o fluxo rotativo também é mantido pela força de inércia do metal fundido. Neste caso, o ângulo deve ser ajustado tal que rupturas são menos prováveis de ocorrer. Adicionalmente, a velocidade de moldagem é desacelerada com a substituição da panela durante o lingotamento contínuo, alterando o tipo de aço durante os lingotamentos contínuos sequenciais de diferentes aços ou semelhantes. Como o estado de moldagem também é não estacionário nesta conjuntura, alterando a direção de descarga pelo método descrito acima também pode alcançar o estado estacionário mais cedo. Como um método concreto para ajustar o ângulo, por exemplo, diminuir gradualmente o ângulo formado pelo lado mais longo e a direção de descarga após tornar o ângulo grande no estado não estacionário do estágio inicial de moldagem ou semelhantes pode ser adotada.

[58] Apesar de o ângulo de descarga ser alterado nos casos descritos acima, o ângulo de descarga pode ser alterado no meio de moldagem como necessário sem limitação a tais casos.

[59] Um aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção é descrito abaixo usando as Figs. 2 a 11. No entanto, os desenhos são vistas ilustrativas e a invenção não está limitada a estes. Adicionalmente, o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso pode adotar um mecanismo geral e não está limitado ao dispositivo descrito aqui.

[60] O mecanismo de alteração de direção de descarga 30 é construído com uma superfície de contato deslizante 40 provida em uma superfície superior 10a do bocal submerso 10 que pode ser alterada na direção de descarga, um mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20, e um mecanismo de acionamento 70 para alterar a direção de descarga do metal fundido 3 a partir do bocal submerso 10.

[61] Uma posição onde o mecanismo de alteração de direção de descarga 30 é provido preferivelmente está entre o dispositivo de válvula de deslizamento 8 e o bocal submerso 10.

[62] Com a substituição do bocal submerso, o dispositivo de substituição rápida de bocal submerso normalmente empurra um bocal submerso usado lOe com um bocal submerso não usado 10η para mover o bocal submerso não usado 10η ao longo de um eixo geométrico para uma posição de moldagem e move o bocal submerso usado lOe para uma posição de remoção. Portanto, a porção de flange do bocal submerso em geral é feita de maneira axissimétrica do ponto de maneira simétrica, por exemplo, em uma forma retangular para mover o bocal submerso ao longo de uma linha lateral da forma retangular para a substituição.

[63] Em contraste, como as direções de descarga - furo são alteradas durante a moldagem no aparelho da invenção, a porção de flange do bocal submerso também é rotada em torno de um eixo geométrico central do bocal submerso de maneira apropriada. No entanto, a substituição do bocal não pode ser realizada a menos que uma linha lateral da porção de flange é paralela com a direção de substituição do bocal submerso.

[64] Portanto, é simples de rotar o bocal submerso junto com o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso e retornar o bocal submerso para a posição de substituição com a substituição do bocal submerso.

[65] No caso de prover o bocal inferior 9 entre a válvula de deslizamento 5 e o bocal submerso 10 como descrito acima, a superfície de contato deslizante 40 preferivelmente é provido entre o bocal inferior 9 e o bocal submerso 10. Adicionalmente, sem o bocal inferior 9, a superfície de contato deslizante 40 pode ser provida entre a válvula de deslizamento 5 e o bocal submerso 10. As Figs. 2, 4, 5 e 7 mostram o caso em que o bocal inferior 9 é provido entre a válvula de deslizamento 5 e o bocal submerso 10.

[66] Em adição, como é bem conhecido, um invólucro de bocal submerso metálico 10A é provido na periferia externa superior do bocal submerso 10.

[67] A seguir a superfície de contato deslizante 40 que é usada de forma a ser capaz de alterar a direção de descarga no bocal submerso 10 é construída com a superfície superior 10a do bocal submerso 10 e uma superfície inferior 9a do bocal inferior 9. Sem o uso do bocal inferior, a superfície de contato deslizante 40 é construída com a superfície superior 10a do bocal submerso 10 e uma superfície inferior 5cB da placa inferior. Quando a direção de descarga do metal fundido 3 é alterada, o bocal submerso 10 é alterado no ângulo de forma a pivotar para esquerda e para direita em torno de um eixo geométrico central P do bocal submerso 10 e assim desliza de maneira rotativa em contato com a superfície de contato deslizante 40. Tal superfície de contato deslizante 40 torna possível alterar a direção de descarga enquanto característica estanque ao ar é mantida. Se tal característica estanque a ar não é mantida, o problema ocorre que quando o metal fundido 3 escoa a partir do bocal inferior 9 para o bocal submerso 10, a pressão diminui nas vizinhanças do fluxo de acordo com o princípio de Bernoulli, uma grande quantidade de ar é sugada para o metal fundido 3, o metal fundido 3 é oxidado e uma grande quantidade de bolhas de ar é capturada nos veios resfriados, o que não é preferível. Adicionalmente, se tal característica estanque ao ar não é mantida, no caso de uso de material refratário que contém carbono, o material refratário em que o carbono é oxidado pela sucção de ar pode ser danificado e alcançar para vazamentos de aço em um caso destacável, que não é preferível.

[68] Como a frequência de mudança das direções dos furos de descarga 10b não é tão alta, a superfície de contato deslizante 40 não é desgastada de maneira notável. Portanto, apesar de o material refratário formando a superfície de contato deslizante 40 não ser particularmente limitado, o material refratário contendo carbono é mais preferível já que carbono também funciona como um lubrificante sólido.

[69] A superfície de contato deslizante pode ser coincidente com as superfícies superiores dos bocais submersos usados e não usados no mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20.

[70] O bocal inferior 9 é evitado de gerar rotação por uma afixação 91 em que um parafuso de travamento 92 é apertado como mostrado na Fig. 7 de forma a não rotar simultaneamente com a mudança nas direções dos furos de descarga 10b do bocal submerso. Ainda, o bocal inferior 9 pode ser usinado tal como chanfragem. Adicionalmente, a rotação pode ser evitada por uma forma quadrada em vez de uma forma circular.

[71] A seguir o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 é descrito.

[72] O mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 compreende bases 21, prendedores 23 suportados pelos pinos de prendedor 62 providos nas bases 21, e molas 22 providas nas bases 21 para solicitar os prendedores 23 para cima. Os prendedores 23 e as molas 22 são um mecanismo binário oposto entre si de maneira a formar um ângulo de 180° e as bases 21 na esquerda e na direita são acopladas por barras de acoplamento 78. O bocal submerso 10 inserido ao longo de trilhos de guia 26 é suportado em uma superfície inferior de flange 25a por uma pluralidade de prendedores 23, e os prendedores 23 pressionam o bocal submerso 10 para cima pela força das molas 22 usando o princípio de alavanca como um ponto de apoio consistindo em cada pino de prendedor 62. Este movimento faz com que a superfície de contato deslizante 40 seja empurrada de maneira vertical para cima com força moderada de forma que a característica estanque ao ar contra a superfície de contato deslizante 40 é mantida. A Fig. 5 mostra uma vista alargada do mecanismo de substituição rápida de bocal submerso mostrado na Fig. 2. Apesar de o tipo de mola 22 não estar limitado e dado como uma mola em espiral na figura, uma mola de disco cônica, uma mola de placa ou semelhantes podem ser usados.

[73] A magnitude da força de pressionamento preferivelmente é de 100 a 2000 Pa como uma pressão de contato. Se a força de pressionamento é menor do que 100 Pa, a característica estanque ao ar não pode ser suficientemente mantida e o risco de vazamentos de aço aumenta, o que não é preferível. Se a força de pressionamento é maior do que 2000 Pa, a resistência na superfície de contato deslizante é muito grande para alterar o ângulo, que não é preferível. Enquanto isso, também é possível pressionar bastante em um tempo normal, pressionar fracamente com a mudança do ângulo e então pressionar fixamente fortemente novamente.

[74] Adicionalmente, no mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20, a base 21 é mantida por uma guia de suporte 61 e rolos de guia de suporte 63 mantidos pelo invólucro de vedação 13, os prendedores 23 são mantidos pelos pinos de prendedor 62 afixados com a base 21, e o bocal submerso 10 é mantido pelos prendedores 23 (Fig. 5).

[75] A periferia externa da base 21 é formada para uma forma circular em torno do eixo geométrico central P do bocal com uma seção transversal conformada em chave. A guia de suporte 61 para suportar a base 21 também é formada em uma forma circular em torno do eixo geométrico central P do bocal com uma seção transversal conformada em chave, e cada um dos rolos de guia de suporte 63 também possui uma seção transversal conformada em chave. A guia de suporte 61 é mantida pelo invólucro de vedação 13. A base 21 e a guia de suporte 61 são construídas pelas superfícies de rotação, respectivamente, de forma a ser colocadas em contato deslizante entre si em torno do eixo geométrico central P, e afixadas de forma a fazer rotativamente contato deslizante entre si. Uma superfície deslizante 79 entre a guia de suporte 61 e a base 21 forma a superfície inferior conformada em chave e a superfície lateral da base 21. A superfície deslizante 79 também é formada entre o invólucro de vedação 13 e a base 21. Um interstício moderado preferivelmente é provido entre a base 21 e o invólucro de vedação 13. No entanto, se a interstício é muito grande, não é preferível já que a reprodução do aparelho é muito grande. Portanto, é desejável que a interstício seja feita para ser tão pequena quanto for possível em consideração da expansão térmica.

[76] Com a recepção da força para alterar o ângulo como será descrito posteriormente a partir de um dispositivo de acionamento descrito posteriormente 71, a base 21 mantida com contato deslizante pelo invólucro de vedação 13 desliza em contato para a direção rotativa em torno do eixo geométrico central P, de forma que o bocal submerso mantido através dos prendedores 23 é rotado, permitindo assim que as direções de descarga dos furos de descarga 10b sejam alteradas. Um lubrificante apropriado pode ser aplicado à superfície deslizante 79 entre o invólucro de vedação 13 e a base 21. Além disso, um mancai ou semelhantes pode ser posicionado nesta superfície.

[77] A seguir o mecanismo de acionamento 70 para alterar a direção de descarga é descrito. O mecanismo de acionamento 70 para alterar a direção de descarga para acionar o mecanismo de alteração de direção de descarga 30 para o metal fundido 3 do bocal submerso 10 compreende um dispositivo de acionamento 71 para aplicar a força para alterar o ângulo e uma parte de transmissão 90 para transmitir a força a partir do dispositivo de acionamento 71 para o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 em que o bocal submerso 10 é mantido.

[78] Primeiramente, a parte de transmissão 90 é descrita. A parte de transmissão 90 compreende uma alavanca 74 e um pino 73 (Fig. 8).

[79] A alavanca 74 é fixada à base 21. O tamanho (largura e comprimento) da alavanca 74 não está limitado particularmente. Através da aplicação de uma força horizontal ou uma força direcional rotativa em torno do eixo geométrico central P do bocal submerso 10 para a ponta da alavanca 74 através do pino 73, a base 21 é rotada em torno do eixo geométrico central P de forma a alterar o ângulo enquanto o bocal submerso 10 mantido pelo mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20 também muda o ângulo simultaneamente, tornando possível assim alterar a direção de descarga.

[80] Através da aplicação da força a partir do dispositivo de acionamento 71 para a ponta da alavanca 74, a direção de descarga pode ser alterada (Fig. 6).

[81] Como este dispositivo de acionamento 71, por exemplo, um cilindro hidráulico pode ser usado. O cilindro hidráulico é fixado ao invólucro de vedação 13, e uma corrediça 72 é afixada com a ponta de uma haste 76 por um membro de acoplamento 77, onde a ponta da haste 76 e a corrediça 72 deslizam simultaneamente. A corrediça 72 é suportada no invólucro de vedação 13 por uma guia 75. Já que a corrediça 72 é provida com o pino 73 de forma a ser acoplada com um furo de pino 83 da alavanca 74 fixado com a base 21, o ângulo de descarga pode ser alterado acionando o dispositivo de acionamento 71. Apesar de o furo de pino 83 ser conformado de maneira elíptica nos desenhos, não está limitado a isto. Este método de acoplamento não está limitado para a estrutura da modalidade e pode ser qualquer método de acoplamento onde o movimento do dispositivo de acionamento 71 é transmitido para o movimento rotativo do bocal submerso 10. O exemplo deste é mostrado na Fig. 9.

[82] O dispositivo de acionamento 71 não está limitado a um cilindro hidráulico, mas a corrediça 72 pode ser deslizada através de um bloco de parafuso fêmea 80 através da rotação de uma haste de parafuso 81 da FIG. 10. Neste caso, um motor rotativo, um freio ou semelhantes são usados como o dispositivo de acionamento 71 em vez de um cilindro hidráulico.

[83] Ainda, uma engrenagem conformada de maneira circular 82 pode ser provida uma parte da periferia externa da base 21 em vez da alavanca 74 para usar uma engrenagem desgastada, uma correia, um freio, um motor ou semelhantes para o dispositivo de acionamento 71 (Fig. 11; engrenagem desgastada, correia, freio e motor não são mostrados).

[84] Preferivelmente, um ângulo variável para a descarga é pelo menos 30° ou mais. Se for ajustado para a posição ótima, a alteração no ângulo durante a operação pode ser definida para cerca de ±10°. No entanto, em vista de vários modos de uso, a alteração no ângulo pode ser definida para cerca de 60°.

[85] A Fig. 6 mostra um exemplo da invenção em que o ângulo de descarga foi alterado.

[86] A seguir a superfície superior 10a do bocal submerso 10 é provida com a superfície de contato deslizante acima 40.

[87] O bocal submerso 10 possui um caminho de fluxo de entrada de metal fundido 10c na parte superior do mesmo e um par de furos de descarga 10b postos entre si em simetria axial na parte inferior dos mesmos, e é configurado para descarregar um fluxo de descarga 3 a do metal fundido 3 para uma direção da parede de lado mais curto do molde resfriado por água 2. As formas do caminho de fluxo de entrada de metal fundido 10c e os furos de descarga 10b não estão particularmente limitados, e podem ser formados em uma forma retangular, redonda ou de outras formas. Como para o número de furos de descarga, os bocais submersos tendo dois furos em direções opostas como descrito acima são preferíveis. Adicionalmente, um bocal submerso do tipo de três furos 10 equipados com outro furo de descarga 10b no lado inferior do bocal submerso 10 em adição aos dois furos acima também pode ser usado.

[88] Preferivelmente, o metal fundido 3 é descarregado a partir do bocal submerso de tipo de dois furos opostos 10 para o lado mais longo, onde a direção de descarga é direcionada a partir do ponto de interseção da linha de lado mais curto e a linha de lado mais longo do molde para o centro do lado mais longo dentro de uma faixa de 15% a 40% do comprimento do lado mais longo. Se a direção de descarga é menor do que 15% da faixa, uma parte do fluxo de descarga se choca contra o lado curto de forma que um fluxo rotativo não pode ser efetivamente produzido. Se a direção de descarga é maior do que 40% da faixa, o fluxo do fluxo de descarga 3a até o lado mais curto ao longo do lado mais longo não continua após o fluxo de descarga 3a se chocar contra o lado mais longo. Ainda, neste caso, um fluxo rotativo não pode ser produzido de maneira eficiente. Mais preferivelmente, a direção de descarga é 20% a 35% da faixa.

[89] A superfície superior 10a da superfície superior de bocal submerso 10a contata a superfície inferior de bocal inferior 9a para formar a superfície de contato deslizante 40. Já que a superfície de seção transversal do bocal inferior 9 em geral é circular, a superfície de contato deslizante 40 também é preferivelmente circular. Enquanto isso, no mecanismo de substituição rápida de bocal submerso 20, um flange quadrado retangular 25 é afixado com a superfície superior do bocal submerso. Portanto, é desejável que o perímetro da superfície deslizante circular seja protegido por um invólucro de ferro, o bocal submerso é mantido na sua porção periférica externa, e o flange quadrado 25 que é coincidente com os prendedores de pressionamento 23 é afixado. Com este arranjo, a retenção e a afixação podem ser realizadas de maneira suave. Além disso, a deformação da parte superior do bocal submerso diminui para aprimorar a capacidade de vedação e para prover resistência para o bocal submerso de forma que rachaduras são evitadas de ser geradas no bocal submerso. Já que o flange quadrado periférico externo 25 é separado da superfície de contato deslizante 40, existe uma vantagem que mesmo quando a porção de flange é deformada, a capacidade de vedação da superfície de contato deslizante 40 não é afetada de maneira negativa.

[90] Como uma afixação e remoção, ou substituição rápida, do bocal submerso 10, o método descrito abaixo pode ser adotado. No entanto, outros métodos que são similares ao método também podem ser adotados sem problemas.

[91] A direção de descarga do bocal submerso 10 é alterada como for necessário durante o lingotamento contínuo. No entanto, se a direção de descarga permanece tendo mudado, substituição rápida do bocal submerso não pode ser realizada. Com a substituição rápida do bocal submerso, primeiramente, o seu ângulo é ajustado de forma que um lado do flange quadrado 25 paralelo com a direção de descarga do bocal submerso 10 se toma paralelo com o trilho de guia 26. Se eles não são paralelos entre si, interferência pode ocorrer entre o flange quadrado 25 e o trilho de guia 26 do bocal submerso 10 durante a substituição do bocal para evitar a substituição.

[92] Então, o bocal submerso não usado 10η é definido para a posição desenhada pelas linhas de cadeia de dois pontos na Fig. 3.

[93] Após o grau de abertura da válvula de deslizamento 5 ser estreitado para diminuir a velocidade de moldagem, a válvula de deslizamento 5 é completamente fechada de forma que a injeção do aço fundido a partir do bocal submerso para o é temporariamente parada.

[94] Com o uso de um dispositivo de extrusão (não mostrado), o bocal submerso não usado 10η é empurrado para a porção inferior na Fig. 3 como indicado pela seta Ε. O bocal submerso 10 é empurrado pelo bocal submerso não usado 10η de forma a ser movido para a posição para o bocal submerso usado lOe. Em um ponto onde o eixo geométrico central do bocal submerso não usado 10η vai para a posição central P do bocal submerso 10 antes de ser movido, o bocal submerso não usado 10η é parado. Pelo movimento dos prendedores 23, o bocal submerso não usado 10η é pressionado contra a superfície inferior do bocal inferior 9.

[95] A seguir, a válvula de deslizamento 5 é aberta e o aço fundido começa a ser fornecido através do bocal submerso não usado 10η para resumir o lingotamento contínuo.

[96] A seguir, o bocal submerso usado lOe é removido do interior do molde como indicado pela seta F.

[97] A seguir como para os blocos de placa 5a, 5b e 5c para formar a válvula de deslizamento descrita acima 5 usada na invenção, nenhum bloco de placa especial é necessário e blocos de placa convencionais podem ser usados. Ou seja, o material a ser usado pode ser material de carbono - alumina, material de alumina - zircônia - carbono, material de carbono -espinela, material de carbono - magnésia, ou semelhantes. Além disso, materiais livres de carbono tais como alumina, magnésia, zircônio e zircônia podem ser usados.

[98] Para o bocal inferior 9, materiais convencionais que estão comercialmente disponíveis podem ser usados; por exemplo, refratário de material de carbono - alumina pode ser usado. Ainda, material de carbono -alumina, material de alumina - zircônia - carbono, material de carbono -espinela, material de carbono - magnésia, ou semelhantes podem ser usados. Além disso, materiais livres de carbono tais como alumina, magnésia, zircônio e zircônia podem ser usados.

[99] As suas formas não estão particularmente limitadas exceto para a contramedida mencionada acima para evitar a rotação conjunta com a superfície de contato deslizante 40.

[100] Materiais refratários que podem ser usados para o bocal submerso 10 não são particularmente limitados, e cada um dos óxidos tais como AI2O3, S1O2, MgO, ZrÜ2, CaO, T1O2 e CnCh podem ser usados individualmente, enquanto materiais refratários que combinam o óxido e carbono tais como grafita em escamas, grafita artificial e negro de carbono também podem ser usados. Como um material de partida, um dos óxidos, por exemplo, alumina, zircônia ou semelhantes, pode ser usado, e o material incluindo dois ou mais dos óxidos, por exemplo, mulita compreendendo AI2O3 e S1O2, espinela compreendendo AI2O3 e MgO, ou semelhantes podem ser usados. Estes materiais podem ser ajustados e misturados de forma a satisfazer as características das partes individuais do bocal submerso para produzir o material refratário. Adicionalmente, em alguns casos, carbetos tais como SiC, TiC e CnCh ou óxidos tais como ZrB e TiB podem ser adicionados para o propósito de evitar a oxidação ou controlar a sinterização.

[101] Existem técnicas conhecidas que se desejam evitar as inclusões no metal fundido a partir da deposição em torno dos furos de descarga do bocal submerso, que estão provendo etapas no tubo interno do bocal submerso 10 para evitar os fluxos de derivação do metal fundido 3 a partir do interior do bocal submerso 10 para os furos de descarga 10b e uma supressão da alteração no fluxo de descarga 3a do metal fundido 3 devido aos materiais depositados provendo uma pluralidade de porções em protrusão junto com uma prevenção dos fluxos de derivação do metal fundido 3 a partir do interior do bocal submerso 10 para os furos de descarga 10b, que é a causa da deposição em torno dos furos de descarga do bocal submerso. Estes podem ser usados em combinação com a invenção.

[102] A seguir o lingotamento contínuo do metal fundido 3 foi realizado por um método de acordo com a invenção e um método convencional para fabricar veios. O molde usado em cada caso teve a parede de lado mais longo de 1900 mm e a parede de lado mais curto de 230 mm e a sua seção transversal foi retangular. Como um bocal submerso, um bocal tendo dois furos axissimétricos foi usado. Como o metal fundido 3, um aço carbono tendo 200 ppm de C, 25 ppm de S e 15 ppm de P foi escolhido e uma velocidade de moldagem foi de 1,8 m/min em cada caso.

[103] Como para um fluxo rotativo no molde resfriado por água 2, a superfície do molde 2 foi observada, e os casos em que um fluxo rotativo ocorreu e um fluxo rotativo estável continuou durante os lingotamentos contínuos sequenciais foi avaliado como ©, os casos em que um fluxo rotativo ocorreu mas um fluxo rotativo se tornou instável no meio de lingotamentos contínuos sequenciais foram avaliados como o, os casos em que um fluxo rotativo ocorreu insuficientemente foram avaliados como Δ, e os casos em que nenhum fluxo rotativo ocorreu foram avaliados como x.

[104] Um índice de ocorrência de ruptura foi avaliado dependendo da contagem de alarmes de ruptura emitidos por um detector de ruptura instalado no molde 2 e feito para ser um valor que é proporcional com as contagens de alarme que é proporcional às contagens de alarme fazendo o valor de exemplo comparativo 7 sendo de 1,0.

[105] Ainda, um índice de ocorrência de defeito de superfície foi feito para ser um valor que é proporcional ao número de defeitos de superfície determinados a partir do estado de reparo dos veios fazendo o valor da segunda carga de exemplo comparativo 7 sendo de 1,0. Na primeira carga de lingotamentos contínuos sequenciais, problemas ou defeitos com o início de moldagem foram prováveis de ocorrer, e houveram casos em que defeitos ocorreram devido aos acidentes no método da invenção e o método convencional. Portanto, o índice de ocorrência de defeito de superfície foi avaliado pela segunda carga, que clarifica a diferença entre eles. Ainda, de maneira a verificar o efeito de entupimento de bocal ou semelhantes, o índice de ocorrência de defeito de superfície foi avaliado mesmo com veios da quinta carga dos lingotamentos contínuos sequenciais. Neste caso, o índice também foi um valor fazendo a segunda carga do exemplo comparativo 7 sendo de 1,0.

[106] A Tabela 1 mostra os resultados dos casos em que a largura de molde foi constante. Nos Exemplos 1 a 3, as direções de descarga foram alteradas para 35%, 30% e 20%, respectivamente, pela razão da distância a partir do ponto de interseção de molde para o comprimento de lado mais longo. No meio do processo de moldagem, o fluxo de metal fundidos na superfície do molde foram observados, enquanto a direção de descarga foi alterada em cerca de ± 5o. Em qualquer caso, um fluxo rotativo estável foi obtido. No molde, não houveram mudanças nos índices de ocorrência de ruptura a partir daqueles métodos convencionais, e os índices de ocorrência de defeito de superfície resultaram em menores valores em todos os casos.

[107] O Exemplo comparativo 1 mostra um caso em que a direção de descarga é fixada em 45%, em conformidade com o Documento de Patente 1, onde nenhum fluxo rotativo foi gerado. Adicionalmente, o índice de ocorrência de ruptura piorado. Apesar de o índice de ocorrência de defeito de superfície levemente diminuído como comparado com o Exemplo comparativo 7, o seu grau de diminuição não foi grande.

[108] Os Exemplos Comparativos 2 a 4 mostram casos em que as direções de descarga iniciais foram as mesmas que nos Exemplos 1 a 3, mas as direções de descarga não foram alteradas durante a moldagem. Um fluxo rotativo teve sucesso no estágio inicial, mas se tornou cada vez mais instável como o número de lingotamentos contínuos sequenciais aumentado. O índice de ruptura não mostrou mudança se comparado com métodos convencionais. Apesar de o índice de ocorrência de defeito de superfície na segunda carga no estágio inicial da moldagem mostra pequenos valores, tende a aumentar na quinta carga. Após a moldagem, a deposição assimétrica das inclusões foi reconhecida dentro do bocal submerso. A partir este resultado, foi considerado que fluxos de deriva ocorrem devido às inclusões depositadas de maneira assimétrica de forma que a rotação do fluxo de metal fundido no molde não continua.

[109] O Exemplo comparativo 5 mostra um caso em que a direção de descarga foi definida para 10% em termos da razão da distância a partir do ponto de interseção de molde para o comprimento de lado mais longo, enquanto o Exemplo comparativo 6 é um exemplo com base no Documento de Patente 7. Apesar de um fluxo rotativo ocorrer, pode não ser considerado como suficiente. Apesar de o índice de ocorrência de defeito de superfície levemente diminuído se comparado com o Exemplo comparativo 7, o seu grau de diminuição não foi grande.

[110] No Exemplo comparativo 7, que comumente é usado, nenhum fluxo rotativo foi obtido, e o índice de ocorrência de defeito de superfície foi maior do que outros exemplos.

[111] A Tabela 2 mostra os resultados após uma alteração de largura em um caso em que, após os lingotamentos contínuos sequenciais de cinco cargas serem realizadas usando o molde descrito acima tendo uma largura de 1900 mm, a largura de molde foi alterada a partir de 1900 mm para 2300 mm.

[112] Como para o fluxo rotativo descrito acima, os resultados após a alteração da largura são mostrados, onde o método de avaliação é similar com aquele da Tabela 1. O índice de ruptura foi avaliado por um método similar a aquele da Tabela 1 em que o índice do Exemplo comparativo 7 foi feito para ser de 100. Como para o índice de ocorrência de defeito de superfície, aqueles da segunda e da quinta cargas após a mudança de largura foram comparados por um método idêntico com o método de avaliação da Tabela 1 em que o índice do Exemplo comparativo 7 foi feito para ser 100.

[113] Nos Exemplos, devido à alteração da largura, as direções de descarga foram alteradas para 35%, 30% e 20%, respectivamente, em termos de razão da distância a partir do ponto de interseção de molde para o comprimento de lado mais longo. A seguir, o ajuste do ângulo em cerca de ±5° também foi realizado. Nesta invenção, um fluxo rotativo estável foi garantido, o índice de ruptura não mostrou mudança se comparado com os métodos convencionais, e o índice de ocorrência de defeito de superfície mostrou um valor menor.

[114] Em contraste com isto, os Exemplos Comparativos 8 a 17 mostram casos em que a largura foi alterada sob condições de moldagem dos Exemplos Comparativos 1 a 7, respectivamente. Já que a direção de descarga foi fixada de forma a permanecer 1900 mm da largura, a direção de descarga também mudou de forma a aumentar o valor do ângulo com relação ao lado mais longo, unto com a alteração da largura para 2300 mm.

[115] Os Exemplos Comparativos 8 e 14 mostram os resultados similares com aqueles dos Exemplos Comparativos 1 e 7, onde nenhum fluxo rotativo suficiente foi obtido. Nos Exemplos Comparativos 9 a 11, já que um fluxo rotativo suficiente não foi obtido após a moldagem com 1900 mm da largura, o fluxo rotativo foi avaliado como Δ.

[116] No Exemplo comparativo 13, nenhum fluxo rotativo foi obtido após uma mudança de largura.

[117] Nos casos onde nenhum fluxo rotativo suficiente foi obtido, o índice de ocorrência de defeito de superfície aumentou como um resultado junto com contagens de carga crescentes dos lingotamentos contínuos sequenciais.

[118] Consequentemente, é aparente que a presente invenção é superior aos Exemplos Comparativos.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[119] O aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a invenção permite que o bocal submerso seja substituído rapidamente por outro durante as lingotamentos contínuos sequenciais e, além disso, a ser integralmente rotativo com o mecanismo de substituição rápida de bocal submerso que retém o bocal submerso, pelo mecanismo de acionamento, de forma que a direção de fluxo de descarga a partir do bocal submerso pode ser alterada de maneira arbitrária durante a moldagem, tornando possível aprimorar a qualidade dos veios.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Aparelho para lingotamento contínuo de placa em que metal fundido (3) é suprido a partir de um distribuidor (1) para um molde resfriado em água (2) para placa através de pelo menos um bocal superior (4), uma válvula de distribuição (5) compreendendo blocos de placa (5a, 5b, 5c) e um bocal submerso (10) tendo furos de descarga (10b), em que direções de descarga do metal fundido (3) a partir dos furos de descarga (10b) são direcionadas em direção a um lado mais longo do molde resfriado por água (2) e suas direções são retidas de modo a obter um fluxo rotativo, e ao qual um mecanismo de substituição rápida do bocal submerso (20) é afixado, caracterizado pelo fato de que um mecanismo de mudança de direção de descarga (30) capaz de mudar arbitrariamente um ângulo de descarga do metal fundido (3) como visto em uma seção transversal horizontal, durante moldagem, é provido entre um dispositivo de válvula de distribuição (8) para abrir e fechar a válvula de distribuição (5) e o bocal submerso (10).

2. Aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o molde resfriado por água (2) tem uma razão de um comprimento de uma parede de lado mais longo para uma parede de lado mais curto sendo igual a 5 ou mais.

3. Aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de mudança de direção de descarga (30) compreende: uma superfície de contato deslizante (40) provida pelo menos em uma superfície superior (10a) do bocal submerso (10); um mecanismo de substituição rápida do bocal submerso (20); e um mecanismo de acionamento (70) para mudar as direções de descarga do metal fundido (3) a partir do bocal submerso (10).

4. Aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de substituição rápida do bocal submerso (20) compreende: bases (21); prendedores (23) suportados por pinos de preensão (62) providos nas bases (21); e molas (22) providas nas bases (21) para solicitar os prendedores (23) para cima, em que os prendedores (23) e as molas (22) são um mecanismo binário opostas uma à outra de modo a formar um ângulo de 180°, e em que os prendedores (23) suportam uma superfície inferior de flange (25a) do bocal submerso (10) inserido ao longo de trilhos de guia (26), os prendedores (23) sendo solicitados para cima pelas molas (22) assim mantendo e pressionando para cima o bocal submerso (10).

5. Aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de acionamento (70) para mudar as direções de descarga dos furos de descarga (10b) do bocal submerso (10) compreende: um dispositivo de acionamento (71) para aplicar força para mudar as direções; e uma peça de transmissão (90) para transmitir a força do dispositivo de acionamento (71) para o mecanismo de substituição rápida do bocal submerso (20), e em que o mecanismo de substituição rápida do bocal submerso (20) que mantém o bocal submerso (10) é integralmente oscilado para a esquerda e para a direita em torno de um eixo geométrico central (P) do bocal submerso (10) operando o dispositivo de acionamento (71).

6. Aparelho para lingotamento contínuo de placa de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a superfície superior (10a) do bocal submerso (10) está em contato deslizante com uma superfície inferior (9a) de um bocal inferior (9) localizado sob o dispositivo de válvula de distribuição (8) ou em contato deslizante com uma superfície inferior de uma placa inferior (5c) formando uma parte do dispositivo de válvula de distribuição (8).