BR112017002959B1

BR112017002959B1 - Amortecedor de impacto para distribuidor, aparelho, e método de lingotamento contínuo

Info

Publication number: BR112017002959B1
Application number: BR112017002959-6A
Authority: BR
Inventors: Tathagata BHATTACHARYA
Original assignee: ArcelorMittal Investigación y Desarrollo, S.L.
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2021-08-24
Also published as: MX2017002094A; CA2957935A1; RU2017108202A; KR20170072871A; JP2017535430A; BR112017002959A2; KR102372586B1; CN107073574B; RU2698026C2; WO2016025948A1; ES2856023T3; EP3194095A1; EP3194095B1; MX2022001364A; UA121221C2; JP6511512B2; ZA201701824B; RU2017108202A3; CA2957935C; CN107073574A

Abstract

pastilha contra impacto, panela intermediária e aparelho que inclui a pastilha contra impacto, e método de uso do mesmo. a presente invenção refere-se a uma pastilha contra impacto de panela intermediária, a uma panela intermediária que contém a mesma e a um método de uso e montagem que contém a pastilha contra impacto e panela intermediária. a pastilha contra impacto de panela intermediária apresenta uma base que tem uma superfície de base com uma área superficial cônica de impacto que estabelece um ápice, uma parede lateral e uma parede de topo que se estende para dentro em relação à parede lateral para terminar em uma borda interna que estabelece uma abertura espaçada acima e centralizada em relação ao ápice. a parede de topo inclui uma aba que se inclina de modo radial para dentro e para baixo em direção à superfície cônica de impacto.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS E PRIORIDADE DE REIVINDICAÇÃO

[001] Esse pedido reivindica o benefício de prioridade do pedidoprovisório U.S. N° 62/037.949 depositado no dia 15 de agosto de 2014, a descrição completa do qual é incorporada aqui a título de referência. CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Essa invenção refere-se aos amortecedores de impactousados na fabricação de aço, especialmente, aos amortecedores de impacto de distribuidor (tundish) adaptados para reduzir a turbulência e a ruptura de superfície de banho geradas por uma corrente de aço fundido de cadinho alimentada em um distribuidor para lingotamento contínuo. A invenção refere-se ainda aos distribuidores e ao aparelho que inclui os amortecedores de impacto, e aos métodos para usar os amortecedores de impacto, os distribuidores e o aparelho.

ANTECEDENTES

[003] Uma planta de lingotamento é um aparelho para realizar olingotamento prolongado, também referida na técnica como lingotamento contínuo. O lingotamento prolongado envolve a transferência de aço fundido a partir de um forno de produção de aço para um cadinho. A partir do cadinho, o aço fundido é alimentado através de um bocal do cadinho (também chamado de um bocal de cadinho) que se estende em um recipiente ou vaso chamado de um distribuidor. O aço fundido tipicamente é alimentado em um fluxo de líquido contínuo ou semicontínuo em um banho de aço fundido contido no distribuidor. O distribuidor tipicamente atua como um reservatório a partir do qual o aço fundido pode ser alimentado, sem interrupção ou atraso indesejado, em moldes de lingotamento. A fim de proteger o aço fundido no distribuidor da reação química indesejada, por exemplo, uma oxidação excessiva e particulados aerotransportados, uma cobertura/camada de escuma de proteção ou "fluxo" é permitida ser formada na superfície do banho de aço fundido.

[004] As exigências de superfície e padrões de limpeza deprodutos de aço de alta qualidade permitem uma tolerância muito baixa de impurezas e alterações químicas. As impurezas e as alterações químicas são, frequentemente, o resultado de turbulência criada pela corrente de entrada de cadinho de aço fundido alimentado no distribuidor. Certos designs de distribuidor para receber o aço líquido a partir do bocal de cadinho levam a condições de fluxo de fluido desfavoráveis, como turbulência, dentro do distribuidor e promovem altas atividades de fluxo de superfície livre. Por exemplo, o fluxo de fluido gerado por uma corrente de entrada de cadinho pode ser refletida a partir do piso plano do distribuidor e paredes laterais em direção à superfície do aço líquido. Esse fluxo de fluido gerado causa uma ação de fervura turbulenta, movimento de onda extensivo e espirro na superfície do banho de aço.

[005] Por exemplo, figura 10 ilustra uma seção transversallongitudinal de um único distribuidor contínuo 1 que tem um fluxo de fluido assimétrico 9a. O bocal de cadinho 7 é mostrado adjacente à parede de extremidade 3 oposta a um bloco de fundo (não mostrado nas figuras 10 e 11). Os estudos de modelo de fluxo de água mostraram que o fluxo de fluido, gerado por uma corrente de entrada de cadinho 8 a partir do bocal de cadinho 7, é refletido a partir do piso plano do distribuidor 4 em uma direção ascendente para a superfície do aço líquido. Se esse fluxo de fluido for restrito pelas paredes do distribuidor 2 e 3, o fluxo de fluido restrito é forçado para cima ao longo da superfície de tais paredes 2, 3. Esse fluxo ascendente segue uma trajetória circular 9c e cria um para cima impulso ao longo da face da parede de extremidade 3, e um fluxo descendente ao redor de um bocal de cadinho 7. O impulso ascendente do fluxo circular 9c causa uma turbulência excessiva na superfície do banho. Essas altas atividades de superfície livre no distribuidor resultam em um fenômeno chamado "olho aberto", através do qual a cobertura de escuma de proteção 6 no topo do banho de aço é rompida. A cobertura de escuma rompida 6 expõe o aço líquido à atmosfera circundante e define as condições condutoras para alterar a química do banho de aço e criar inclusões no banho de aço. As alterações químicas tipicamente envolvem a perda de alumínio a partir do banho e/ou absorção de oxigênio e nitrogênio no banho de aço e consequente reoxidação da superfície. A reoxidação e outras reações indesejadas podem introduzir, por exemplo, excesso de alumina, sulfureto de manganês, e sulfureto de cálcio no banho de aço. Além disso, o fluxo descendente ao redor do bocal de cadinho 7 gera cisalhamento e vórtices, e aprisiona e puxa as partículas rompidas 10 da cobertura rompida de fluxo 6 para o banho de aço líquido. Essas partículas rompidas 10, por fim, são descarregadas a partir do distribuidorcom o aço fundido e criam inclusões dentro do produto de aço acabado.

[006] As alterações químicas e inclusões, finalmente, reduzem aqualidade de aço e são uma causa primária de rejeição de graus de aço de alto valor, como HIC e graus de placa de armadura. Além disso, o espirro de aço líquido de alta temperatura contra as paredes do distribuidor podem apresentar perigos de segurança para os operadores. Com o uso de equipamento convencional, os problemas também podem surgir com relação à falta de homogeneidade de temperatura de banho de aço e tempo de residência insuficiente para permitir que as partículas de inclusão fluam para a cobertura de escuma de proteção, onde as partículas podem ser isoladas e/ou separadas do aço líquido.

[007] Há muitas tentativas de reduzir ou eliminar a turbulência desuperfície dentro de um distribuidor para lingotamento contínuo para aprimorar a qualidade do produto de aço acabado. Essas tentativas incluíram a ampla seleção de barragens e represas que redirecionam o fluxo de fluido da corrente do cadinho para longe da superfície do banho de aço fundido. Embora alguns dispositivos de controle de fluxo de fluido conhecidos tenham algum sucesso no controle do fluxo de fluido e na redução da turbulência da superfície, tais dispositivos de controle tendem a ser insuficientes para as demandas de aço de alta qualidade e/ou causam problemas operacionais, como aquelas descritas acima. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[008] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, oamortecedor de impacto para distribuidor é fornecido, que apresenta uma base que tem uma superfície de base com uma área superficial cônica de impacto que estabelece um ápice, uma parede lateral e uma parede de topo que se estende para dentro em relação à parede lateral para terminar uma borda interna que estabelece uma abertura espaçada acima e centralizada em relação ao ápice. A parede de topo inclui uma aba que se inclina de modo radial para dentro e para baixo em direção à superfície cônica de impacto.

[009] Um segundo aspecto da invenção fornece um aparelho queapresenta um distribuidor para lingotamento contínuo para conter um reservatório de metal fundido que tem fluxo de fluido gerado por uma corrente de entrada de cadinho e um amortecedor de impacto para distribuidor no distribuidor para lingotamento contínuo. O amortecedor de impacto para distribuidor inclui uma base que tem a superfície de base com uma área superficial cônica de impacto que estabelece um ápice, uma parede lateral e uma parede de topo que se estende para dentro em relação à parede lateral para terminar em uma borda interna que estabelece uma abertura espaçada acima e centralizada em relação ao ápice. A parede de topo inclui uma aba que se inclina de modo radial para dentro e para baixo em direção à superfície cônica de impacto.

[0010] Um terceiro da invenção fornece a método de lingotamentocontínuo ou método de processamento de aço fundido, no qual uma corrente de entrada de cadinho de aço líquido fundido é alimentado em um distribuidor para lingotamento contínuo e impactado contra uma área superficial cônica de impacto do amortecedor de impacto para distribuidor antes de ser deixado fluir através da abertura do amortecedor de impacto para distribuidor e para um reservatório do distribuidor. Um amortecedor de impacto para distribuidor inclui uma base que tem uma superfície de base, uma parede lateral e uma parede de topo que se estende para dentro em relação à parede lateral para terminar em uma borda interna que estabelece a abertura espaçada acima e centralizada em relação a um ápice da área superficial cônica de impacto. A parede de topo inclui uma aba que se inclina de modo radial para dentro e para baixo em direção à superfície cônica de impacto.

[0011] De acordo com uma modalidade de cada um dos aspectosdescritos aqui, a parede de topo do amortecedor de impacto para distribuidor apresenta uma superfície inferior que, juntamente com a superfície de base e uma superfície interna contínua da parede lateral, estabelecem uma câmara anular contínua configurada para reduzir turbulência de uma corrente de entrada de cadinho de aço líquido fundido.

[0012] De acordo com outra modalidade dos aspectos acima, a áreasuperficial cônica de impacto tem um eixo, que passa através do ápice, ao redor do qual a área superficial cônica de impacto tem simetria rotacional.

[0013] Ainda de acordo com outra modalidade dos aspectos acima, a área superficial cônica de impacto tem um perfil linear.

[0014] De acordo com uma modalidade adicional dos aspectosacima, a área superficial cônica de impacto tem um ângulo de cone, medido a partir de um plano horizontal no qual um perímetro externo da área superficial cônica de impacto se situa em um plano oblíquo no qual a área superficial cônica de impacto se situa, em uma faixa de cerca de 15 graus a cerca de 25 graus.

[0015] Ainda de acordo com uma modalidade adicional dosaspectos acima, a aba tem um ângulo de aba descendente, medido a partir de um plano horizontal a uma superfície inferior da aba, em uma faixa de cerca de 20 graus a cerca de 25 graus.

[0016] De acordo com outra modalidade dos aspectos acima, acâmara anular contínua tem um raio de curvatura de cerca de 30 mm.

[0017] Ainda de acordo com outra modalidade dos aspectos acima,protuberâncias, por exemplo, protuberâncias hemisféricas, são distribuídas ao redor de uma área de superfície inferior da aba.

[0018] As modalidades acima podem ser praticadas em qualquercombinação umas com as outras.

[0019] Outros aspectos e modalidades da invenção, que incluem oaparelho, montagens, dispositivos, artigos, métodos de produção e uso, processos, e similares, que fazem parte da invenção, se tornarão mais evidentes mediante a descrição detalhada a seguir das modalidades de exemplo.

BREVE DESCRIÇÃO DO(S) DESENHO(S)

[0020] Os desenhos anexos são incorporados no e fazem parte dorelatório descritivo. Os desenhos, juntamente com a descrição geral dada acima e a descrição detalhada das modalidades e métodos de exemplo dados abaixo, servem para explicar os princípios da invenção. Em tais desenhos:

[0021] a figura 1 é uma vista em perspectiva frontal de corte transversal e longitudinal de um único distribuidor para lingotamento contínuo que inclui um amortecedor de impacto de acordo com uma modalidade da invenção;

[0022] a figura 2 é uma vista frontal em corte transversal elongitudinal do único distribuidor para lingotamento contínuo da figura 1;

[0023] a figura 3 é uma vista em perspectiva frontal do amortecedorde impacto da modalidade ilustrada na figura 1;

[0024] a figura 4 é uma vista plana do amortecedor de impacto dafigura 3;

[0025] a figura 5 é uma vista em corte transversal considerada aolongo da linha V-V da figura 4;

[0026] a figura 6 é uma vista em perspectiva lateral em corte doamortecedor de impacto das figuras 3 a 5;

[0027] a figura 7 é uma vista final em corte transversal consideradaa partir do ponto de vista da seta no lado direito das figuras 1 e 2, que mostra o perfil de fluxo de aço líquido de entrada introduzido através de um bocal centralizado acima do amortecedor de impacto;

[0028] a figura 8 é uma vista em corte transversal de umamortecedor de impacto de acordo com outra modalidade da invenção;

[0029] a figura 9 é uma vista de fundo transversal considerada aolongo da linha IX-IX da figura 8;

[0030] as figuras 10 e 11 são reproduzidas a partir da patente U.S.N° Re. 35.685, em que a figura 10 é uma vista em corte transversal longitudinal de um distribuidor de estudo de modelo de fluxo d água e a figura 11 é uma vista em corte transversal considerada ao longo da linha XI -XI da figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES DE EXEMPLO E DOS MÉTODOS DE EXEMPLO

[0031] A referência será agora feita em detalhes às modalidades e aos métodos de exemplo, como ilustrado nos desenhos anexos, no qual os caracteres de referência iguais indicam as partes iguais ou correspondentes ao longo dos desenhos. Deve ser observado, no entanto, que a invenção, nos seus aspectos mais amplos, não é necessariamente limitada aos detalhes específicos, aos materiais e métodos representativos e exemplos ilustrativos mostrados e descritos em conjunto com as modalidades e métodos de exemplo.

[0032] Um distribuidor para um lingotamento contínuo de acordocom uma modalidade de exemplo é, em geral, indicada pelo número de referência 10 nas figuras 1 e 2. Embora um único lingotamento contínuo seja mostrado ali, deve ser entendido que as modalidades da presente invenção podem ser praticadas em conjunto com duplos ou múltiplos lingotamentos contínuos. Um exemplo de uma configuração de múltiplo lingotamento contínuo, apesar de um amortecedor de impacto diferente, é mostrado na figura 10 da Patente U.S. N° RE 35.685. O distribuidor 10 inclui as paredes de extremidade do distribuidor 12 e 14, paredes de laterais anterior e posterior do distribuidor (sem número), e um piso do distribuidor 16 que se estende entre e conectado (ou integral com) às paredes de extremidade 12, 14 e às paredes laterais. As paredes de extremidade do distribuidor 12, 14 e o piso 16 estabelecem, de maneira coletiva, uma câmara ou reservatório 18 para receber e sustentar um banho de aço fundido. Um amortecedor de impacto para distribuidor 20 está localizado no reservatório 18, por exemplo, mais próximo à parede de extremidade 12 do que à parede de extremidade 14. Posicionada acima do amortecedor de impacto para distribuidor 20 encontra-se a parte inferior do bocal de cadinho 22 para introduzir uma corrente de entrada de cadinho 24 (figura 7) de aço fundido no amortecedor de impacto 20. O bocal de cadinho 22 é mostrado penetrando através da top do banho de aço fundido, com a extremidade do bocal de cadinho 22 espaçada acima e centralizada de modo coaxial com o amortecedor de impacto para distribuidor 20. O fluxo de aço fundido e a estrutura e a função do amortecedor de impacto 20 são discutidas em detalhes adicionais abaixo.

[0033] O distribuidor 10 inclui ainda uma represa 26 que divide odistribuidor 10 em compartimentos direito e esquerdo (primeiro e segundo) 18a e 18b, respectivamente, com o amortecedor de impacto 20 no compartimento direito 18a no piso do distribuidor 16 nas figuras 1 e 2. O fundo da represa 26 inclui uma passagem 26a para permitir a comunicação fluida entre o aço líquido nos compartimentos esquerdo e direito 18a, 18b. Um difusor 28 é posicionado sobre o piso do distribuidor 16 no compartimento direito 18a entre a represa 26 e o amortecedor de impacto para distribuidor 20. Uma barragem 30 que tem uma pluralidade de passagens cilíndricas de inclinação ascendente (a partir da direita para a esquerda na direção de fluxo) 30a repousa sobre o piso do distribuidor 16 no compartimento esquerdo 18b. No lado oposto da barragem 30 a partir da represa 26, uma haste de bloqueio 32 é alinhada com uma porta de saída ou bloqueio de fundo de distribuidor 34 através do qual o aço líquido é descarregado do distribuidor 10. O movimento para cima e para baixo da haste de bloqueio 32 controla o fluido de saída de aço fundido a partir do distribuidor 10 e em moldes (não mostrados).

[0034] O amortecedor de impacto para distribuidor 20 pode serproduzido a partir de um material ou materiais adequados para o uso destinado em um distribuidor para lingotamento para o processamento de aço fundido. Tipicamente, tal(s) material(s) tem alta resistência a impacto e abrasão, alta resistência a quente e refratariedade, e boa capacidade de lingotamento. Os metais, cerâmicas e areia com revestimentos cerâmicos são exemplos de materiais adequados. Como exemplos específicos, mas não limitativos, as composições que podem ser moldadas com baixo teor de umidade e alta alumina, tais como as composições de concreto refratário de baixo teor de alumínio, com alto teor de alumina e grossas, tais como Versaflow® 70C Plus, são materiais refratários adequados para a utilização como amortecedor de impacto 20. De acordo com a literatura do produto: concreto refratário Narcon 70 contém (base calcinada) 26,9% de sílica (SiOs), 69,8% de alumina (AI2O3), 1,7% de titânia (TiOs), 0,8% de óxido de ferro (Fe2O3), 0,7% de cal (CaO) e 0,1% de alcali (Na20); e Versaflow® 70C Plus contém (base calcinada) 27,5% de sílica (SiO2), 67,3% de alumina (A1203), 2,1% de óxido de ferro (Fe203), 1,6% de cal (CaO), 0,1% de magnésia (MgO), e 0,2% de álcalis (Na2O + K2O). As partes do corpo do amortecedor de impacto para distribuidor 20 podem ser revestidas com um material resistente à erosão para formar revestimentos resistentes à erosão para receber e entrar em contato com a corrente de entrada de cainho 24. Os revestimentos resistentes à erosão podem ser produzidos a partir de materiais de emissividade média (tais como zircônia, ítria, carboneto de silício), materiais de alta refletividade (tais como alumínio e alumina), ou lubrificantes de não óxido de alta temperatura (tais como nitreto de boro).

[0035] Com referência à modalidade mostrada nas figuras 3 a 6, oamortecedor de impacto para distribuidor 20 inclui uma base circular 40 (em relação a uma vista plana ou de fundo). A base 40 inclui uma superfície de topo de base que tem uma área superficial cônica de impacto 42 e uma área de superfície de base anular de união adjacente 44 que circunda de forma concêntrica a área superficial cônica de impacto 42. Na modalidade ilustrada, a área superficial cônica de impacto 42 não é ramificada. De modo opcional, o topo da área superficial cônica de impacto 42 pode ser ligeiramente arrendado, enquanto ainda mantém o formato cônico. Como melhor mostrado na figura 5, a área superficial cônica de impacto 42 se estende para cima para terminar em um ápice ou vórtice 46. A área superficial cônica de impacto 42 tem simetria rotacional ao redor de um eixo imaginário Az (figura 5) que passa através do ápice 46. Nas modalidades ilustradas, a área superficial cônica de impacto 42 tem um perfil linear ou seção transversal, como melhor mostrado na figura 5. O fundo do perfil linear da área superficial cônica de impacto 42 termina em um perímetro externo 48 adjacente e contíguo com uma borda interna de modo radial da área de superfície de base anular 44. O topo do perfil linear da área superficial cônica de impacto 42 termina em um ponto que corresponde ao ápice 46 que é coincidente com o eixo Az. A área da superfície de base anular 44 pode ser pelo menos parcialmente plana e fica em um plano horizontal que é paralela à superfície de fundo 40a da base 40.

[0036] O amortecedor de impacto para distribuidor 20 inclui aindauma parede lateral 50 que tem uma superfície interna de parede lateral 52 que circula de forma contínuo e sem fim em si para parecer anular quando vista a partir de acima, como na figura 4. A parede lateral 50 é mostrada que tem espessura uniforme sobre todos os seus 360 graus. A superfície interna de parede lateral 52 é posicionada de forma concêntrica para fora e, em geral, perpendicular à área da superfície de base anular 44. Como melhor mostrado na vista em corte transversal da figura 5, a superfície interna de parede lateral 52 inclui áreas curvas de transição 54, 56 no seu topo e fundo, respectivamente. As áreas curvas de transição 54, 56 podem ser simétricas umas às outras. Asextremidades da área de transição curva inferior 54 são niveladas e contíguas com a área da superfície de base anular 44 e da superfície interna de parede lateral 52. A área de transição curva inferior 54 se curva de forma contínua entre a base 40 e a superfície interna de parede lateral 52.

[0037] O amortecedor de impacto para distribuidor 20 inclui aindauma parede de topo 60 que se estende para dentro a partir da área de transição de topo 56 e, em geral, perpendicular à parede lateral 50 para terminar em uma borda interna 62. A área de transição de topo 56 é configurada como um corte curvilíneo que se curva de forma contínua entre e cujas extremidades são niveladas e contíguas com a superfície interna de parede lateral 52 e a parede de topo 60. A abertura 64 estabelecida pela borda interna 62 é espaçada acima e centralizada em relação ao ápice 46. Em uso, a abertura 64 está sob e coaxial com o bocal de cadinho 22 para receber a corrente de entrada de cadinho 24. Nas modalidades ilustradas, o diâmetro da abertura 64 é aproximadamente igual a ou menor que o diâmetro do perímetro externo 48 da área superficial cônica de impacto 42.

[0038] A parede de topo 60 inclui uma aba 66 angulada para dentroe para baixo para terminar na borda interna 62. A parede de topo 60 tem uma primeira área de superfície inferior 60a que se estende substancialmente de modo horizontal e paralela à superfície de fundo 40a e uma segunda área de superfície inferior (também chamada aqui de uma superfície de aba inferior) 66a que corresponde ao fundo da aba 66. A superfície de aba inferior 66a se inclina de modo radial para dentro e para baixo a partir da primeira área de superfície inferior 60a em direção à superfície cônica de impacto 42. Como melhor mostrado nas figuras 4 e 5, a primeira área de superfície inferior 60a e a superfície de aba inferior 66a se juntam em 60b.

[0039] A base 40, a parede lateral 50 e a parede de topo 60 podemser integrais, ou seja, uma peça unitária ou parte monolítica. Em alternativa, a base 40, a parede lateral 50, a parede de topo 60 e/ou outras partes do distribuidor 10 podem ser formadas por peças separadas temporariamente ou unidas permanentemente umas às outras. A área superficial cônica de impacto 42, a área da superfície de base anular 44, a superfície interna de parede lateral contínua 52, as áreas de superfície de transição curva 54, 56 e as áreas de superfície inferiores 60a, 66a estabelecem, de maneira coletiva, uma câmara anular contínua ao redor de um eixo Az que pode estar sob a forma de uma saliência.

[0040] Com referência à figura 7, o aço líquido é introduzida nodistribuidor 10 através do bocal ou jito 22 como a corrente de entrada de cadinho 24. Revelou-se que a razão (Dj/Dm) do diâmetro Dj do diâmetro interno do bocal 22 ao diâmetro Dm da abertura 64 em uma faixa de cerca de 0,3 a cerca de 0,4 fornece particularmente bons resultados. O bocal de cadinho 22 e a abertura 64 são alinhados de modo coaxial um ao outro na modalidade de exemplo. O design das modalidades de exemplo descritas aqui fazem com que a corrente de entrada de cadinho 24 impacte contra a área superficial cônica de impacto 42, que redireciona a corrente 24 de modo radial para fora em direção à parte de transição inferior 54 e à superfície interna de parede lateral 52. O formato da câmara anular contínua força o fluxo de aço fundido em uma direção reversa de volta em direção à corrente de entrada de cadinho 24 para reduzir a turbulência e dissipar a energia do aço fundido antes de fluir para o amortecedor de impacto 10. O fluxo de fluido reverso é descarregado para cima através da abertura 64, em seguida, em geral, para fora de modo radial em todas as direções em direção às paredes do distribuidor 10 como um fluxo substancialmente laminar. Ao fornecer uma abertura 64 que é maior em diâmetro que o diâmetro do bocal 22, um fluxo anular ascendente é criado entre a corrente de entrada de cadinho 24 e a borda interna 62.

[0041] O aço fundido sai da abertura 64 para o primeirocompartimento 18a. O fluxo de entrada contínuo da corrente de entrada de cadinho e a remoção de aço fundido através da saída 34 faz com que o aço fundido no compartimento 18a flua em direção à represa 26 e através da represa passagem 26a. Depois de passar através da represa passagem 28, o aço fundido flui pela barragem 30 e/ou através das passagens cilíndricas 30a antes de ser descarregado através da saída 34.

[0042] A inversão de fluxo de aço fundido em si cria um efeito deautofrenagem. Como uma consequência, o fluxo de saída do aço fundido através da abertura 64 e para o primeiro compartimento 18a é menos turbulento e tem menos energia. O "olho aberto" descrito acima e os problemas de espirro são, assim, reduzidos de forma significativa.

[0043] Em uma modalidade particularmente de exemplo,desenvolvida para suprimir o "olho aberto", a área superficial cônica de impacto 42 tem um ângulo de cone Φ (figura 5), medido a partir de um plano horizontal no qual o perímetro externo 48 se situa em um plano oblíquo no qual a área superficial cônica de impacto 42 se situa, em uma faixa de cerca de 15 graus a cerca de 25 graus. Em outra modalidade particularmente de exemplo, desenvolvida para suprimir o "olho aberto", a aba 66 tem um ângulo de aba descendente theta (Φ), medido a partir de um plano horizontal a um plano no qual a superfície inferior 66a da aba 66 se situa, em uma faixa de cerca de 20 graus a cerca de 25 graus. Em outra modalidade particularmente de exemplo, desenvolvida para suprimir o "olho aberto", a câmara anular contínua tem um raio de curvatura de cerca de 30 mm. Essas modalidades de exemplo podem ser praticadas de forma separada ou juntas umas com as outras em qualquer combinação. A câmara de impacto pode ser dotada de uma altura que é igual a ou maior que o diâmetro interno do bocal para afetar o controle de fluxo.

[0044] As simulações computacionais de dinâmica de fluidos (CFD)foram realizadas em amortecedores de impacto desenvolvidos de acordo com os parâmetros acima. A velocidade media da área, que é uma medição de atividade de fluxo no lado de despejo da superfície de topo do banho de aço, é calculada para ser cerca de 50% inferior na prática da modalidade da invenção em comparação a um amortecedor de impacto plano em formato de pétala. A probabilidade de formação de "olho aberto" também é calculada para ser reduzida pela mesma proporção. Com o uso da análise de CFD, na qual as velocidades e áreas são calculadas para as células de malha e velocidade média da área, a velocidade média da área é determinada da seguinte forma:w I H H , (-1 = ∑l'ΔΔ/∑ΔAVelocidade média de área

[0045] Em geral, revelou-se que as velocidades médias de áreamais altas correspondem ao maior aprisionamento de fluxo de distribuidor e qualidade de aço mais baixa, enquanto que as velocidades médias de área inferiores correspondem a menos aprisionamento de fluxo de distribuidor e maior qualidade de aço. Assim, uma diminuição de cerca de 50% da velocidade média de área constitui uma diminuição significativa no aprisionamento de fluxo do distribuidor e leva a produtos de aço de maior qualidade. Sem ficar limitado à teoria, acredita-se que a qualidade aprimorada obtida com o uso das modalidades de exemplo descritas aqui pode ser atribuída a um ou mais do seguinte: redução de fluxos de entrada de alta velocidade e turbulência devido ao efeito de "autofrenagem"; menos espirro durante a operação de partida e contínua; maior tempo de residência do aço fundido no reservatório; promoção de flutuação de impureza e partícula; e temperatura de reservatório mais uniforme.

[0046] As figuras 8 e 9 ilustram um amortecedor de impacto deacordo com outra modalidade de exemplo. Para se breve, a descrição a seguir foca nas diferenças entre as modalidades de exemplo das figuras 8 e 9 e outras modalidades de exemplo descritas acima. Os caracteres de referência iguais indicam as partes iguais ou correspondentes nas diferentes modalidades de exemplo.

[0047] Na modalidade de exemplo das figuras 8 e 9, asprotuberâncias 80 são distribuídas 360 graus ao redor da superfície inferior da aba 66a. As protuberâncias 80 podem ser distribuídas de maneira uniforme, como em um padrão de matriz, ou distribuídas de forma aleatória ou de outro modo. Na ilustrada modalidade, as superfícies externas das protuberâncias 80 tem um formato hemisférico. No entanto, as protuberâncias 80 podem assumir formas alternativas. Além disso, as protuberâncias 80 podem ter formatos idênticos ou variados uma em relação à outra. Revelou-se que as protuberâncias 80, especialmente as protuberâncias hemisféricas, diminuem ainda o fluxo de saída de aço líquido à medida que ele sai do amortecedor de impacto 20 através da abertura 64. Além disso, ou em alternativa, as protuberâncias 80 podem ser localizadas em outro local na superfície interna do amortecedor de impacto.

[0048] A descrição detalhada anterior de certas modalidades deexemplo foi proporcionada com o objetivo de explicar os princípios da invenção e a sua aplicação prática, permitindo assim que os versados na técnica compreendam a invenção para várias modalidades e com várias modificações que são adequadas para a utilização específica observada. Essa descrição não pretende necessariamente ser exaustiva ou limitar a invenção às modalidades precisas apresentadas. O relatório descritivo descreve os exemplos específicos para realizar uma meta mais geral que pode ser realizada de outra maneira.

[0049] Apenas as reivindicações que utilizam os termos "meiospara" devem ser interpretadas nos termos de 35 USC 112, sexto parágrafo. Além disso, nenhuma limitação do relatório descritivo deve ser lida em quaisquer reivindicações, a menos que essas limitações sejam expressamente incluídas nas reivindicações.

Claims

1. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), compreendendo:uma base (40) possuindo uma superfície de base, a superfície de base compreendendo uma área superficial cônica de impacto estabelecendo um ápice (46);uma parede lateral (50), em que a parede lateral (50) inclui uma superfície interna de parede lateral contínua (52) de modo radial para fora da superfície de base;uma parede de topo (60) se estendendo para dentro em relação à parede lateral (50) para terminar em uma borda interna (62) estabelecendo uma abertura de boca (64) espaçada acima e centralizada em relação ao ápice (46), a parede de topo (60) compreendendo uma aba (66) se inclinando de modo radial para dentro e para baixo em direção à superfície cônica de impacto, em que a parede de topo (60) compreende uma superfície inferior que, juntamente com a superfície de base e com a superfície interna de parede lateral contínua (52), estabelecem uma câmara anular contínua;caracterizado pelo fato de queprotuberâncias (80) são distribuídas ao redor de uma área superficial inferior (42) da aba (66).

2. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:a superfície de base ainda compreende uma primeira área anular plana entre a área superficial cônica de impacto (42) e a superfície interna de parede lateral contínua (52);a parede de topo (60) compreende uma segunda área anular plana se estendendo entre a superfície interna de parede lateral contínua (52) e a aba (66); eas primeira e segunda áreas anulares planas são espaçadas e se estendem em planos paralelos umas às outras.

3. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um eixo, passando através do ápice (46), ao redor do qual a área superficial cônica de impacto (42) possui a simetria rotacional.

4. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um perfil linear.

5. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um ângulo de cone, medido a partir de um plano horizontal no qual um perímetro externo da área superficial cônica de impacto (42) se situa em um plano oblíquo no qual o perfil linear da área superficial cônica de impacto (42) se situa, em uma faixa de 15 graus a 25 graus.

6. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a aba (66) possui um ângulo de aba descendente, medido a partir de um plano horizontal a uma superfície inferior da aba (66), em uma faixa de 20 graus a 25 graus.

7. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a parede de topo (60) compreende uma superfície inferior que, juntamente com a superfície de base e com a superfície interna de parede lateral contínua (52), estabelecem a câmara anular contínua possuindo um raio de curvatura de 30 mm.

8. Amortecedor de impacto para distribuidor (20), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as protuberâncias (80) possuem o formato hemisférico.

9. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende: um distribuidor para lingotamento contínuo para conter um reservatório de metal fundido possuindo fluxo de fluido gerado por uma corrente de entrada de cadinho; eum amortecedor de impacto para distribuidor (20), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, localizado dentro do distribuidor para lingotamento contínuo.

10. Método de lingotamento contínuo usando o amortecedor de impacto para distribuidor (20), como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende:alimentar uma corrente de entrada de cadinho de aço líquido fundido em um distribuidor para lingotamento contínuo;impactar a corrente de entrada de cadinho de aço líquido fundido contra a área superficial cônica de impacto (42); epermitir que o aço líquido fundido impactado seja descarregado do amortecedor de impacto para distribuidor (20) através da abertura.

11. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que:a superfície de base ainda compreende uma primeira área anular plana entre a área superficial cônica de impacto (42) e a superfície interna de parede lateral contínua (52);a parede de topo (60) compreende uma segunda área anular plana se estendendo entre a superfície interna de parede lateral contínua (52) e a aba (66); eas primeira e segunda áreas anulares planas são espaçadas e se estendem em planos paralelos umas às outras.

12. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um eixo, passando através do ápice (46), ao redor do qual uma área superficial cônica de impacto (42) possui simetria rotacional.

13. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um perfil linear.

14. Método de lingotamento contínuo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a área superficial cônica de impacto (42) possui um ângulo de cone, medido a partir de um plano horizontal no qual um perímetro externo da área superficial cônica de impacto (42) se situa em um plano oblíquo no qual o perfil linear da área superficial cônica de impacto (42) se situa, em uma faixa de 15 graus a 25 graus.

15. Método de lingotamento contínuo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que a aba (66) possui um ângulo de aba descendente, medido a partir de um plano horizontal a uma superfície inferior da aba (66), em uma faixa de 20 graus a 25 graus.

16. Método de lingotamento contínuo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que a parede de topo (60) compreende uma superfície inferior que, juntamente com a superfície de base e com a superfície interna de parede lateral contínua (52), estabelecem a câmara anular contínua que tem um raio de curvatura de 30 mm.

17. Método de lingotamento contínuo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado pelo fato de que as protuberâncias (80) possuem formato hemisférico.