BR112019011723B1

BR112019011723B1 - Conjunto para um processo de fabricação de metal

Info

Publication number: BR112019011723B1
Application number: BR112019011723-7A
Authority: BR
Inventors: Jan-Erik Eriksson; Jean-Marie Galpin; Bengt Rydholm; Hongliang Yang; Jean-Luc Curé; Nicolas Triolet; Bruno Langlet; Fredrik Sandberg
Original assignee: Arcelormittal; Abb Schweiz Ag
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2023-02-28
Also published as: KR102077437B1; EP3551362B1; US20190314892A1; EP3551362A1; MX2019006777A; WO2018108477A1; CA3046832C; CA3046832A1; EP3332891A1; UA123610C2; ES2857746T3; CN110167694A; JP6672531B2; JP2020500717A; KR20190084328A; BR112019011723A2; RU2719227C1; US10875090B2

Abstract

A presente revelação se refere a um conjunto (1) para um processo de fabricação de metal, que compreende: uma panela intermediária (3), um bocal de entrada submerso (5), SEN, configurado para a provisão de uma tomada de metal fundido a partir da panela intermediária (3), e um agitador eletromagnético (7) disposto em torno do SEN (5), o agitador eletromagnético (7) tendo uma porção de encerramento de SEN fechada e integral com bobinas para a geração de um campo eletromagnético rotativo no SEN (5), a porção de encerramento de SEN provendo uma passagem anular circunferencialmente fechada e integral através da qual o SEN (5) se estende, em que o agitador eletromagnético (7) é montado de forma imóvel em relação à panela intermediária (3) e em relação ao SEN (5).

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente revelação se refere geralmente à fabricação de metal e, em particular, a um conjunto para um processo de fabricação de metal.

ANTECEDENTES

[0002] Os bocais de entrada submersos (SEN) são usados para controle do padrão de fluxo em um molde de lingotamento de placa, e, consequentemente, para a placa e a qualidade de produto final. É uma prática comum purgar gás argônio no SEN para fins de se evitar um entupimento do bocal devido a óxidos se acumulando na parede interna de SEN e para controle do padrão de fluxo no molde.

[0003] Com uma demanda mais alta por qualidade de produto, vários problemas com SENs convencionais foram identificados, e um bocal de fluxo com redemoinho foi considerado como uma medida efetiva na melhoria do fluxo no molde e, assim, para melhoria da qualidade de produto.

[0004] Uma agitação eletromagnética de metal fundido fluindo através do bocal de panela intermediária tem estado sob desenvolvimento pelos últimos vinte anos. O princípio de um agitador eletromagnético disposto em torno do bocal é para a geração de um campo magnético rotativo no bocal. Correntes parasitas desse modo são induzidas no metal fundido fluindo através do bocal. Isto dá origem a uma força eletromagnética que roda o metal fundido horizontalmente no SEN.

[0005] A CN 100357049C revela um bocal com redemoinho eletromagnético. Um meio de redemoinho eletromagnético é provido em um mecanismo móvel em torno do bocal, cujo mecanismo móvel é móvel a partir da posição de fundição.

SUMÁRIO

[0006] Devido ao ambiente difícil que está presente em um processo de fabricação de metal, tal como um processo de fabricação de aço, as partes móveis geralmente têm um risco mais alto de falha do que estruturas fixas. O meio de redemoinho eletromagnético provido na CN 100357049C tipicamente deve ser movido para longe da posição de fundição após em torno de cada sexto aquecimento, porque, neste momento, o bocal deve ser substituído, devido ao desgaste. Isto geralmente se aplica a qualquer processo de fabricação de metal. O mecanismo móvel assim deve ser movido verticalmente para cima e para baixo após uns poucos aquecimentos. No caso de uma falha do mecanismo móvel, o conjunto inteiro para fundição será afetado pelo tempo parado requerido para reparo do mecanismo móvel.

[0007] Tendo em vista o dito acima, um objetivo da presente revelação é prover um conjunto para um processo de fabricação de metal que resolva ou pelo menos mitigue os problemas do estado da técnica.

[0008] Consequentemente é provido um conjunto para um processo de fabricação de metal, que compreende: uma panela intermediária, um bocal de entrada submerso, SEN, configurado para prover uma tomada de metal fundido a partir da panela intermediária, e um agitador eletromagnético configurado para ser disposto em torno do SEN, o agitador eletromagnético tendo uma porção de encerramento de SEN fechada e integral provida com bobinas para a geração de um campo eletromagnético rotativo no SEN, em que o agitador eletromagnético é configurado para ser montado de forma fixa em relação à panela intermediária e em relação ao SEN.

[0009] A porção de encerramento de SEN fechada e integral é então não aberta. A porção de encerramento de SEN provê uma passagem anular circunferencialmente fechada e integral através da qual o SEN é configurado para se estender. A porção de encerramento de SEN fechada e integral não tem partes móveis, o que prolonga o tempo de vida do agitador eletromagnético. Se comparado com agitadores eletromagnéticos de tipo aberto, uma intensidade de campo magnético mais alta pode ser obtida, e um vazamento magnético pode ser reduzido.

[0010] O agitador eletromagnético é configurado para ser montado de forma fixa ou imóvel ou disposto em relação à panela intermediária e em relação ao SEN. O agitador eletromagnético é configurado para ser montado em uma estrutura fixa, tipicamente de forma direta ou indireta no corpo da panela intermediária.

[0011] Por meio de um agitador eletromagnético de tipo fechado disposto de forma fixa, uma confiabilidade mais alta do conjunto pode ser provida.

[0012] De acordo com uma modalidade, a porção de encerramento de SEN tem uma abertura passante que forma um canal configurado para receber o SEN, em que o canal tem paredes internas sem costuras ao longo da circunferência interna do mesmo.

[0013] Uma modalidade compreende um dispositivo de corte de SEN configurado para ser montado na panela intermediária e disposto abaixo da panela intermediária.

[0014] De acordo com uma modalidade, o agitador eletromagnético é configurado para ser montado no dispositivo de corte de SEN.

[0015] De acordo com uma modalidade, o agitador eletromagnético é configurado para ser montado em um lado inferior do dispositivo de corte de SEN.

[0016] Uma modalidade compreende um dispositivo de travamento, em que o SEN tem uma primeira parte de bocal configurada para se estender a partir da panela intermediária, e uma segunda parte de bocal configurada para ser afixada de forma removível à primeira parte de bocal por meio do dispositivo de travamento.

[0017] De acordo com uma modalidade, o agitador eletromagnético é configurado para ser montado no dispositivo de travamento.

[0018] De acordo com uma modalidade, o agitador eletromagnético é configurado para ser montado no fundo da panela intermediária.

[0019] De acordo com uma modalidade, o agitador eletromagnético é integrado com o dispositivo de travamento.

[0020] De acordo com uma modalidade, o processo de fabricação de metal é um processo de fabricação de aço.

[0021] Geralmente, todos os termos usados nas reivindicações devem ser interpretados de acordo com seu significado comum no campo técnico, a menos que explicitamente definido de outra forma aqui. Todas as referências a “um/o elemento, aparelho, componente, meio, etc., devem ser interpretadas de forma aberta como se referindo a pelo menos uma instância do elemento, aparelho, componente, meio, etc., a menos que explicitamente declarado de outra forma.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] As modalidades do conceito inventivo serão descritas, agora, a título de exemplo, com referência aos desenhos associados, nos quais:a figura 1 mostra esquematicamente um corte longitudinal de um exemplo de um conjunto para um processo de fabricação de metal; e a figura 2 mostra esquematicamente um corte longitudinal de um outro exemplo de um conjunto para um processo de fabricação de metal.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0023] O conceito inventivo será descrito, agora, mais plenamente, a partir deste ponto, com referência aos desenhos associados, nos quais modalidades de exemplo são mostradas. O conceito inventivo pode ser concretizado, contudo, em muitas formas diferentes, e não deve ser construído como limitado às modalidades estabelecidas aqui; ao invés disso, estas modalidades são providas a título de exemplo, de modo que esta revelação será abrangente e completa, e levará plenamente o escopo do conceito inventivo àqueles técnicos no assunto. Números iguais se referem a elementos iguais por toda a descrição.

[0024] A presente revelação se refere a um conjunto para um processo de fabricação de metal, tipicamente um processo de fundição contínua, por exemplo, um processo de fabricação de aço, um processo de fabricação de alumínio, ou um processo de fabricação de liga de metal.

[0025] O conjunto inclui uma panela intermediária, um SEN configurado para a provisão de uma tomada de metal fundido a partir da panela intermediária, e um agitador eletromagnético configurado para ser montado em torno do SEN. O agitador eletromagnético é configurado para ser montado de forma fixa em relação à panela intermediária e em relação ao SEN. O agitador eletromagnético é configurado então para ser montado de forma imóvel em relação à panela intermediária e ao SEN. Em particular, o agitador eletromagnético é configurado para ser montado em uma estrutura fixa, a qual é fixa em relação à panela intermediária e em relação ao SEN. Esta estrutura fixa pode ser, por exemplo, a panela intermediária em si, um dispositivo de corte de SEN montado na panela intermediária, ou um dispositivo de travamento, tipicamente montado na panela intermediária e configurado para afixação e travamento de duas partes de bocal que se estendem longitudinalmente de um SEN em conjunto, conforme será descrito em maiores detalhes a seguir.

[0026] Em um uso do conjunto, um metal fundido é derivado para a panela intermediária a partir de uma panela. O fluxo de metal fundido drenado a partir da panela intermediária pode ser controlado através do SEN, título por meio de uma haste de tampão. Abaixo do SEN está o molde no qual o metal fundido é drenado e em que o metal fundido é parcialmente solidificado. O metal parcialmente solidificado então é movido por gravidade a partir do molde, normalmente através de um arranjo de rolos para conformação e para resfriamento. Desta maneira, tarugos, blocos ou placas podem ser obtidos.

[0027] A figura 1 é um primeiro exemplo de um conjunto para um processo de fabricação de metal. O conjunto 1 compreende uma panela intermediária 3, a qual é um vaso metalúrgico provido com um orifício de tomada de fundo 3a e um SEN 5. O SEN 5 é configurado para ser disposto no orifício de tomada de fundo 3a da panela intermediária 3, para se permitir, desse modo, a tomada de metal fundido a partir da panela intermediária 3.

[0028] O SEN 5 de exemplo é um SEN monolítico e é configurado para se estender para um molde 11 disposto abaixo da panela intermediária 3 e do SEN 5, de modo que um metal fundido fluindo através do SEN 5 possa fluir para o molde 11 por meio da gravidade. De acordo com um exemplo, o conjunto 1 pode incluir uma haste de tampão 6 provida com uma entrada de gás argônio, para se permitir um fluxo de entrada de gás argônio para a haste de tampão 6. A haste de tampão 6 tem um canal axial através do qual o gás argônio é capaz de fluir, e uma saída de gás argônio conectada à entrada de gás argônio, para se permitir que gás argônio flua através da haste de tampão 6 para o SEN 5. O fluxo de metal fundido assim pode ser controlado no SEN 5, para se evitar entupimento de bocal. A haste de tampão 6 é adicionalmente configurada para ser movida verticalmente para cima e para baixo para regulagem da vazão do metal fundido fluindo a partir da panela intermediária 3 para o molde 11 através do SEN 5.

[0029] O conjunto 1 de exemplo inclui, mais ainda, um agitador eletromagnético 7 e um dispositivo de corte de SEN 9. O agitador eletromagnético 7 é um agitador eletromagnético de tipo fechado 7, no sentido em que não há partes móveis na porção que circunda o SEN 5. A porção de encerramento de SEN fechada e integral ou porção de extremidade anular, do agitador eletromagnético 7, configurada para circundar o SEN 5 é então não aberta. A porção de extremidade anular assim é integrada, embora deva ser entendido que a porção de extremidade anular pode compreender vários componentes distintos, tais como um núcleo magnético e bobinas enroladas em torno do núcleo. A porção de extremidade anular forma um canal configurado para receber o SEN 5. Este canal pode ser dito ser sem costuras na direção circunferencial, ao longo da circunferência interna do canal. Uma vez que o agitador eletromagnético 7 é de um tipo fechado, durante uma instalação, o agitador eletromagnético 7 não pode ser aberto e posto em torno do SEN 5 a partir dos dois lados do SEN 5, antes do fechamento. Ao invés disso, durante uma instalação, o agitador eletromagnético 7 é rosqueado em torno do SEN 5 na direção axial do mesmo.

[0030] O dispositivo de corte de SEN 9 é configurado para cortar o SEN 5. O dispositivo de corte de SEN 9 é configurado em particular para fazer um corte de seção transversal do SEN 5. O dispositivo de corte de SEN 9 é tipicamente usado apenas em uma situação de emergência, no caso de a haste de tampão 6 estar inoperante ou destruída. O dispositivo de corte de SEN 9 de acordo com o presente exemplo é montado de forma fixa no lado inferior da panela intermediária 3. O agitador eletromagnético 7 é montado de forma fixa no dispositivo de corte de SEN 9. O agitador eletromagnético 7 é assim montado indiretamente na panela intermediária 3. De acordo com o presente exemplo, o agitador eletromagnético 7 é montado no lado inferior do dispositivo de corte de SEN 9. O agitador eletromagnético 7 é afixado ao dispositivo de corte de SEN 9 por meio de prendedores. Os exemplos de prendedores adequados são parafusos e/ou cavilhas.

[0031] A figura 2 mostra um outro exemplo de um conjunto 1’ para um processo de fabricação de metal. O conjunto 1’ é similar ao conjunto 1 descrito acima com referência à figura 1. Então o conjunto 1’ compreende uma panela intermediária 3, uma haste de tampão 6, um agitador eletromagnético 7, um SEN 5’ e um dispositivo de travamento 13, o qual é um dispositivo de mudança de bocal.

[0032] Contudo, o SEN 5’ não é um SEN monolítico, como o SEN 5. O SEN 5’ inclui uma primeira parte de bocal 5a e uma segunda parte de bocal 5b. A primeira parte de bocal 5a e a segunda parte de bocal 5b são configuradas para serem conectadas por meio do dispositivo de travamento 13. A primeira parte de bocal 5a é configurada para ser conectada a ou ser integral com a panela intermediária 3. A segunda parte de bocal 5b é configurada para se estender para o molde 11.

[0033] A primeira parte de bocal 5a e a segunda parte de bocal 5b podem ter, por exemplo, respectivos flanges de extremidade configurados para se voltarem para cada outro, formando uma interface entre as duas partes de bocal 5a e 5b. O dispositivo de travamento 13 pode ser configurado para travar os dois flanges de extremidade a cada outro. Por meio do dispositivo de travamento 13, a segunda parte de bocal 5b pode ser conectada de uma maneira simples a e desconectada da primeira parte de bocal 5a, de modo a se substituir a segunda parte de bocal 5b, quando necessário. A primeira parte de bocal 5a é assim configurada para ser afixada de forma removível à segunda parte de bocal 5b por meio do dispositivo de travamento 13.

[0034] O agitador eletromagnético 7 pode ser montado no dispositivo de travamento. O dispositivo de travamento 13 pode ter, por exemplo, uma superfície de topo horizontal, e o agitador eletromagnético 7 pode ser configurado para ser afixado de forma fixa à superfície de topo horizontal. O dispositivo de travamento 13 é afixado de forma fixa ao SEN 5’, o qual, por sua vez, é afixado de forma fixa à panela intermediária 3, e o agitador eletromagnético 7 é afixado de forma fixa ao dispositivo de travamento 13. Para esta finalidade, o agitador eletromagnético 7 é conectado indiretamente ou afixado à panela intermediária 3.

[0035] Como uma alternativa ao agitador eletromagnético ser afixado de forma fixa ao dispositivo de travamento, o agitador eletromagnético poderia ser afixado de forma fixa diretamente à panela intermediária. Neste caso, o agitador eletromagnético tipicamente seria afixado de forma fixa ao lado inferior ou fundo da panela intermediária. Como ainda uma outra alternativa, o agitador eletromagnético poderia ser integrado com o dispositivo de travamento.

[0036] O conceito inventivo foi descrito principalmente acima com referência a uns poucos exemplos. Contudo, conforme é prontamente apreciado por um técnico no assunto, outras modalidades além daquelas expostas acima são igualmente possíveis no escopo do conceito inventivo, conforme definido pelas reivindicações em apenso.

Claims

1. Conjunto (1; 1’) para um processo de fabricação de metal compreendendo: uma panela intermediária (3), um bocal de entrada submerso (SEN) (5; 5’) configurado para a provisão de uma tomada de metal fundido a partir da panela intermediária (3), e um agitador eletromagnético (7) disposto em torno do SEN (5; 5’), caracterizado pelo fato de que o agitador eletromagnético (7) tem uma porção de encerramento de SEN fechada e integral com bobinas para a geração de um campo eletromagnético rotativo no SEN (5; 5’), a porção de encerramento de SEN provendo uma passagem anular circunferencialmente fechada e integral através da qual o SEN (5) se estende, em que o agitador eletromagnético (7) é montado de forma imóvel em relação à panela intermediária (3) e em relação ao SEN (5; 5’).

2. Conjunto (1; 1’), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a porção de encerramento de SEN ter uma abertura passante formando um canal configurado para receber o SEN (5; 5’), em que o canal tem paredes internas sem costuras ao longo da circunferência interna do mesmo.

3. Conjunto (1), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender um dispositivo de corte de SEN (9) sendo montado na panela intermediária (3) e disposto abaixo da panela intermediária (3).

4. Conjunto (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o agitador eletromagnético (7) ser montado no dispositivo de corte de SEN (9).

5. Conjunto (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o agitador eletromagnético (7) ser montado em um lado inferior do dispositivo de corte de SEN (9).

6. Conjunto (1’), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender um dispositivo de travamento (13), em que o SEN (5’) tem uma primeira parte de bocal (5a) estendendo a partir da panela intermediária (3), e uma segunda parte de bocal (5b) afixada de forma removível à primeira parte de bocal (5a) por meio do dispositivo de travamento (13).

7. Conjunto (1’), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o agitador eletromagnético (7) ser montado no dispositivo de travamento (13).

8. Conjunto, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o agitador eletromagnético (7) ser montado no fundo da panela intermediária (3).

9. Conjunto (1’), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o agitador eletromagnético (7) ser integrado com o dispositivo de travamento (13).

10. Conjunto (1; 1’), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o processo de fabricação de metal ser um processo de fabricação de aço.