BR112021009697A2

BR112021009697A2 - tampão e método para lingotamento contínuo

Info

Publication number: BR112021009697A2
Application number: BR112021009697-3A
Authority: BR
Inventors: Shinichi Fukunaga; Toshio Kaku; Hiroki Furukawa; Takuya Okada
Original assignee: Krosakiharima Corporation
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-08-17
Also published as: CN113260471B; EP3903963A1; WO2020137722A1; CN113260471A; TWI732397B; US20220062984A1; TW202031383A; JP6792729B1; EP3903963A4; JPWO2020137722A1

Abstract

TAMPÃO E MÉTODO PARA LINGOTAMENTO CONTÍNUO. O propósito da presente invenção é aumentar a precisão com a qual a contrapressão nas proximidades de uma seção de descarga de gás em um tampão de lingotamento contínuo é certificado e gerenciado. Um tampão de lingotamento contínuo compreendendo uma cavidade orientada verticalmente 2 para transportar gás na porção central do mesmo é provido com um ou uma pluralidade de furos de descarga de gás 4 que penetram da cavidade 2 no exterior através de uma porção central de ponta ou uma superfície lateral de uma área de diâmetro reduzido, que inclui uma porção de encaixe 3 que se encaixa em um bocal 20 sob a mesma, e é adicionalmente provido com um componente de controle de pressão 5 localizado na porção da cavidade 2 acima do furos de descarga de gás 4.

Description

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TAMPÃO E MÉTODO PARA LINGOTAMENTO CONTÍNUO Campo

[001] A presente invenção se refere a um tampão para lingotamento contínuo com uma função de soprar gás, o tampão controlando uma vazão de aço fundido ao ser encaixado por cima em um bocal colocado em um fundo de um distribuidor, principalmente na descarga de aço fundido do distribuidor em um molde em lingotamento contínuo de aço fundido, e um método de lingotamento contínuo usando o tampão. Fundamentos

[002] Alguns tampões que controlam uma vazão de aço fundido na descarga de aço fundido de um distribuidor em um molde no lingotamento contínuo de aço fundido têm uma função de soprar gás para efeitos de flutuação de inclusões no aço fundido, ou de impedir deposição de inclusões em uma parede interna do bocal ou similares.

[003] Por exemplo, a Literatura Patentária 1 descreve um aparelho de vazamento incluindo um orifício de descarga de gás (orifício de jateamento de gás) do qual gás guiado através de um tampão é descarregado (jateado) e passa de uma entrada para uma saída inferior de um furo do bocal em um fundo do vaso de vazamento, por meio disso descarregando metal fundido remanescente no furo do bocal para baixo pelo furo do bocal, o aparelho de vazamento estando em um estado onde, para impedir que o metal fundido escoe para o orifício de descarga de gás, pressão de gás é aplicada no orifício de descarga de gás durante vazamento. Lista de Citação Literatura Patentária

[004] Literatura Patentária 1: Pedido de Patente Japonês em Aberto Nº 2013-043199 Sumário Problema Técnico

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[005] Tipicamente, uma quantidade de descarga de gás do tampão (a seguir simplesmente referida como “quantidade de descarga de gás”) precisa ser alterada de acordo com condições operacionais individuais, tal como velocidade de lingotamento, isto é, velocidade de descarga de aço fundido e tipo de aço. Dessa forma, é necessário projetar o tamanho de um furo passante para descarregar gás e o número de furos passantes de maneira a obter uma quantidade de descarga de gás exigida quando as condições operacionais variáveis são máximas.

[006] No entanto, uma vez que a quantidade de descarga de gás influencia bastante a qualidade de aço, é necessário controlar corretamente a quantidade de descarga (vazão) em resposta à mudança de condição durante lingotamento.

[007] Suponha que a quantidade de descarga de gás seja controlada em uma certa quantidade, ou abaixo, especialmente em uma pequena quantidade. Neste caso, como indicado na Literatura Patentária 1, mesmo se o orifício de descarga de gás tiver que ser mantido a um estado aplicado de pressão de gás (contrapressão), a pressão de gás, isto é, contrapressão, em torno de uma porção de descarga de gás é reduzida, uma vez que a pressão de gás é tipicamente controlada apenas por um aparelho em uma fonte de suprimento de gás localizada fora do orifício de descarga de gás do tampão que serve como a porção de descarga de gás. Dessa forma, é normalmente difícil compreender ou controlar a contrapressão em torno da porção de descarga de gás.

[008] Um objetivo da presente invenção é melhorar a precisão de compreensão ou controle de contrapressão em torno de uma porção de descarga de gás em um tampão para lingotamento contínuo. Solução do Problema

[009] A presente invenção provê um tampão para lingotamento contínuo de acordo com os itens 1 a 4 seguintes, e um método de

3 / 18 lingotamento contínuo de acordo com o item 5 seguinte.

[0010] 1. Um tampão para lingotamento contínuo incluindo uma cavidade para transportar gás em um centro na direção vertical do tampão, um ou uma pluralidade de furos de descarga de gás que passam através da cavidade para fora em um centro distal ou uma superfície lateral de uma região de diâmetro reduzido incluindo uma porção encaixada em um bocal inferior, e um componente de controle de pressão em uma parte da região de diâmetro reduzido, a parte sendo acima do furo de descarga de gás dentro da cavidade.

[0011] 2. O tampão para lingotamento contínuo de acordo com o item 1 anterior, em que o componente de controle de pressão é colocado em uma área imediatamente acima do furo de descarga de gás.

[0012] 3. O tampão para lingotamento contínuo de acordo com o item 1 ou 2 anteriores, em que o componente de controle de pressão é feito de um refratário denso sem permeabilidade a gás em uma condição de pressurização de uma amostra do refratário com um comprimento de 20 mm a 8 × 10-2 MPa, o componente de controle de pressão inclui um ou uma pluralidade de furos passantes dispostos dentro do componente de controle de pressão ou entre uma periferia externa do componente de controle de pressão e um corpo do tampão de maneira a passar através de um extremidade superior para uma extremidade inferior entre o componente de controle de pressão ou a periferia externa do componente de controle de pressão e o corpo do tampão, o furo passante tem um diâmetro tendo um tamanho entre φ 0,2 mm e φ 2 mm ambos inclusivos, o tamanho sendo obtido considerando

4 / 18 uma seção transversal do furo como um formato circular e convertendo a seção transversal em um círculo, e o número de furos passantes satisfaz as Equações 1 e 2: (-0,44 × Hd2 + 1,88Hd – 0,08) ≤ Ha ≤ {1,67 × ln(Hd) + 3,66} ...Equação 1 Hn = Ha ÷ (Hd2 × π ÷ 4) ...Equação 2, onde Ha é uma área seccional transversal total do(s) furo(s) passante(s) (mm2), Hn é o número de furos passantes (número), Hd é um diâmetro do furo passante (mm), e π é uma constante circular.

[0013] 4. O tampão para lingotamento contínuo de acordo com o item 3 acima, em que o furo passante tem um formato de fenda (a seguir referido como “fenda”), onde uma área seccional transversal total da(s) fenda(s) é considerada a dita Ha (mm2) e uma espessura da fenda é considerada a dita Hd (mm), um valor obtido dividindo a área seccional transversal total da fenda(s) pela espessura da fenda é um comprimento total da(s) fenda(s).

[0014] 5. Um método de lingotamento contínuo usando o tampão para lingotamento contínuo de acordo com qualquer um dos itens 1 a 4 acima, o método compreendendo descarregar gás em aço fundido pelo furo de descarga de gás do tampão ajustando a pressão de gás na cavidade em um lado à montante do componente de controle de pressão em um valor entre 2 × 10-2 (MPa) e 8 × 10-2 (MPa) ambos inclusivos.

[0015] A presente invenção será descrita em detalhe a seguir.

[0016] Para uma estrutura na qual um furo de descarga de gás é colocado em uma extremidade de uma cavidade como um trajeto de fluxo de gás dentro de um tampão, a contrapressão de gás tende a variar bastante e

5 / 18 ficar instável durante uma operação de descarga de gás em torno de uma extremidade distal do tampão. O tampão é imerso em aço fundido, e é localizado próximo a um furo do bocal para descarregar aço fundido em sua extremidade distal. O tampão também controla a vazão de aço fundido. Dessa forma, a velocidade de fluxo do aço fundido varia bastante. Isso faz com que a vazão e pressão de gás descarregado em torno da extremidade distal do tampão varie bastante igualmente, tornando difícil controlá-las de forma exata e precisa.

[0017] Na presente invenção, um componente que interrompe a continuidade da cavidade no tampão para dividir a cavidade em dois espaços à montante e à jusante e controla a pressão (o componente de controle de pressão) é colocado em torno de uma extremidade do tampão da cavidade. O componente de controle de pressão controla a pressão de gás no espaço à montante (cavidade) sem transmitir diretamente a variação de pressão da extremidade distal do tampão para o lado à montante. O componente de controle de pressão é colocado em uma parte da região de diâmetro reduzido em torno da extremidade distal do tampão, a parte se estende acima do furo de descarga de gás dentro da cavidade.

[0018] Os inventores verificaram que, quando o componente de controle inclui um refratário poroso, a substancial totalidade do mesmo tem permeabilidade a gás, a permeabilidade a gás no refratário poroso é gradualmente reduzida com o decurso do tempo de lingotamento, e a passagem ou descarga de gás é interrompida em muitos casos.

[0019] Isso não é causado por um único motivo, e seu mecanismo não ficou necessariamente claro. Entretanto, os inventores verificaram que o fenômeno de interrupção da passagem ou descarga de gás no refratário poroso pode ser resolvido formando o componente de controle de pressão com o refratário denso e incluindo o furo passante, através do qual o gás pode passar, dentro do componente de controle de pressão ou entre a periferia

6 / 18 externa do componente de controle de pressão e o corpo do tampão.

[0020] Para controlar de forma exata e precisa a pressão ou vazão de gás, a pressão de gás em uma zona na qual a pressão de gás deve ser ajustada é preferivelmente alta.

[0021] Para o corpo do tampão, um assim chamado tampão monobloco (a seguir referido como “MBS”) obtido formando integralmente um refratário tal como um material inorgânico de alumina-grafite, é tipicamente usado. Os inventores verificaram que gás permeia ou dissipa para uma porção de parede lateral de um corpo de um MBS como esse quando a pressão de gás na cavidade é aumentada para aproximadamente 1 × 10-1 (MPa) ou mais.

[0022] Os inventores verificaram adicionalmente que é preferível descarregar gás no aço fundido pelo furo de descarga de gás do tampão ajustando a pressão de gás na cavidade no lado à montante do componente de controle de pressão em um valor entre 2 × 10-2 (MPa) e 8 × 10-2 (MPa) ambos inclusivos em consideração ao caso de usar um MBS como esse.

[0023] O valor 8 × 10-2 (MPa) como o limite superior da faixa preferível é um valor incluindo um assim chamado fator de segurança tal como variação no formato ou no material de cada MBS em uma pressão de aproximadamente menos que 1 × 10-1 (MPa) para impedir a permeação ou dissipação de gás da porção de parede lateral do corpo do MBS.

[0024] Quando a pressão de gás é menor que 2 × 10-2 (MPa), a exatidão e a precisão de controle de pressão podem ser reduzidas.

[0025] O refratário denso na presente invenção significa um refratário tendo uma propriedade de maneira a não permitir a permeação de gás quando uma amostra do refratário com um comprimento de 20 mm (uma largura e uma área não são consideradas) é pressurizado a 8 × 10-2 MPa em um método de medição de uma amostra de refratário em um laboratório.

[0026] A pressurização a 8 × 10-2 MPa nesse teste é obtida

7 / 18 selecionando-se a mesma força de pressurização que o valor do limite superior 8 × 10-2 MPa da pressão de gás durante operação com o MBS supradescrito. O comprimento é um comprimento axial prático do componente de controle de pressão, e é obtido selecionando um menor (mais fino) comprimento em consideração a sua resistência e estabilidade de colocação. Se o comprimento for maior que 20 mm, a permeabilidade a gás é reduzida. Dessa forma, se nenhum gás permear nessa condição, um componente de controle de pressão maior que esse comprimento permite que nenhum gás permeie durante operação com o MBS.

[0027] Os inventores verificaram por simulação que o diâmetro do furo passante e o número do mesmo em relação ao componente de controle de pressão exigidos para tal controle de pressão são preferivelmente especificados como descrito no item 3 anterior. A simulação foi realizada usando software de análise de fluido ordinário ou similares.

[0028] Resumidamente, essa é uma condição específica para determinar o número de furos passantes exigidos para definir a pressão de gás na cavidade no lado à montante do componente de controle de pressão em uma faixa entre 8 × 10-2 (MPa) e 2 × 10-2 (MPa) ambos inclusivos com relação a qualquer/específico furo passante em uma faixa entre φ 0,2 mm e φ 2,0 mm ambos inclusivos. O número exigido de furos passantes é obtido dividindo a área seccional transversal total do(s) furo(s) passante(s) obtido(s) pela Equação 1 pela área seccional transversal do furo passante.

[0029] O furo passante, que preferivelmente tem um formato circular, não é necessariamente limitado ao formato circular. Um assim chamado formato de furo simples com comprimentos relativamente similares em todas as direções radialmente tal como um formato elíptico ou um outro tendo uma superfície curva (círculo não perfeito) e um formato poligonal, ou um formato de fenda (fenda) pode ser empregado.

[0030] Para aplicar a presente invenção, o tamanho (diâmetro) do

8 / 18 formato de furo simples além do círculo pode ser determinado convertendo o furo em um círculo com base na área seccional transversal do furo.

[0031] A espessura e o comprimento da fenda podem ser determinados pelo método de conversão descrito no item 4 acima. Efeitos Vantajosos da Invenção

[0032] Técnicas convencionais sem incluir componente de controle de pressão têm os seguintes problemas.

[0033] (a) Contrapressão durante lingotamento é baixa, o que também ocorre durante vazamento de gás. Dessa forma, é difícil determinar se gás é estavelmente descarregado no aço fundido (dentro de um bocal).

[0034] (b) Uma vez que contrapressão de gás tem um baixo valor absoluto, é extremamente difícil controlar a contrapressão de gás.

[0035] (c) Variação na contrapressão e vazão ocorre facilmente durante descarga de gás, tornando difícil descarregar o gás de forma estável.

[0036] (d) Uma vez que é difícil descarregar o gás de forma estável, entupimento do bocal ou deterioração da fluidez e flutuação de inclusão em um molde ocorre facilmente, finalmente resultando em deterioração da qualidade do aço por causa de inclusões.

[0037] O tampão da presente invenção pode solucionar esses problemas incluindo no mesmo o componente de controle de pressão. Ou seja, a presente invenção possibilita compreender a contrapressão de gás em uma porção próxima ao furo de descarga de gás em torno da extremidade distal do tampão. Isto permite compreensão e gerenciamento/controle mais preciso de um estado de gás descarregado no aço fundido. Distribuição ou similares de gás em aço fundido pode ser dessa forma controlada mais precisamente. Consequentemente, a qualidade do aço pode ser estabilizada ou melhorada.

[0038] Se o componente de controle de pressão for colocado em uma região superior sem ser a região de diâmetro reduzido, aço fundido pode

9 / 18 entrar e entupir o furo de descarga de gás especialmente quando uma quantidade de descarga de gás pelo furo de descarga de gás colocado em torno da extremidade distal do tampão é pequena. Em comparação, na presente invenção, o componente de controle de pressão é provido em uma parte da região de diâmetro reduzido com uma reduzida espessura de refratário da periferia externa do tampão até a cavidade interna. Dessa forma, a temperatura do componente de controle de pressão pode ser aumentada, e a temperatura de gás que passa através do componente de controle de pressão pode ser rapidamente aumentada. A pressão de gás em torno do furo de descarga de gás pode também ser aumentada. Essa configuração pode impedir que o aço fundido que entra no furo de descarga de gás, se houver, se solidifique facilmente. Consequentemente, a possibilidade de entupir o furo de descarga de gás pode ser reduzida.

[0039] Além disso, para o fenômeno de interrupção da passagem ou descarga de gás por causa de uma diminuição na permeabilidade a gás no refratário poroso quando o componente de controle de pressão inclui o refratário poroso, cuja totalidade substancial tem permeabilidade a gás como anteriormente descrito, a configuração pode impedir que uma quantidade de gás que passa através do componente de controle de pressão e uma quantidade de descarga de gás na extremidade distal do tampão sejam diminuídas ou interrompidas. Breve Descrição dos Desenhos

[0040] A FIG. 1 é um exemplo de um tampão incluindo um componente de controle de pressão e um furo de descarga de gás da presente invenção, o furo de descarga de gás existindo em um centro distal de uma região de diâmetro reduzido.

[0041] A FIG. 2 é um outro exemplo do tampão incluindo o componente de controle de pressão e furos de descarga de gás da presente invenção, os furos de descarga de gás existindo em uma superfície lateral da

10 / 18 região de diâmetro reduzido.

[0042] A FIG. 3 é uma imagem de uma superfície extremidade superior do componente de controle de pressão da presente invenção visto de cima.

[0043] A FIG. 4 é um gráfico obtido simulando uma relação entre um diâmetro e uma área seccional transversal total de um furo passante a uma pressão de 2 × 10-2 (MPa) e 8 × 10-2 (MPa).

[0044] A FIG. 5 é um gráfico ilustrando um exemplo obtido simulando uma diferença de pressão de gás quando furos passantes com o formato de círculo e dois tipos de círculos alongados têm a mesma área seccional transversal total (ajustada pelo número de furos passantes).

[0045] A FIG. 6 é um gráfico ilustrando um exemplo de contrapressão de gás durante lingotamento na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e em uma técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão.

[0046] A FIG. 7 é um gráfico ilustrando um exemplo de variação na contrapressão e vazão de gás durante lingotamento na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão.

[0047] A FIG. 8 é um gráfico ilustrando um exemplo de uma espessura de depósito (a técnica convencional é 1 como um índice) de inclusões a base de alumina em uma parede interna do bocal na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão.

[0048] A FIG. 9 é um gráfico ilustrando um exemplo do número médio de ocorrências (tempo/ch) de uma flutuação de superfície de metal fundido súbita de 10 mm ou mais em um molde na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão.

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[0049] A FIG. 10 é um exemplo de experimento em um modelo de água ilustrando vazão de gás/características de contrapressão usando furos de descarga de gás com diferentes formas e diâmetros.

[0050] A FIG. 11 é um exemplo de experimento em um modelo de água ilustrando um diâmetro de bolha e uma razão de existência considerando o lado interno de um molde usando furos de descarga de gás com diferentes formas e diâmetros. Descrição de Modalidades

[0051] Modalidades da presente invenção serão descritas junto com exemplos (exemplos de experimento com modelo de água).

[0052] A FIG. 1 ilustra uma vista seccional transversal vertical de partes principais de um tampão como um exemplo da presente invenção junto com um bocal inferior. Um tampão 10 ilustrado na FIG. 1 inclui uma cavidade 2 para transportar gás em um centro na direção vertical do tampão. Ou seja, a cavidade 2 é provida de maneira a se estender verticalmente no centro de um corpo do tampão 1, e uma fonte de suprimento de gás não ilustrada é conectada a uma extremidade superior da cavidade 2. O tampão 10 é tipicamente localizado em um distribuidor de maneira a controlar uma vazão de aço fundido ao ser montado por cima em um bocal (bocal inferior) 20 colocado em um fundo do distribuidor.

[0053] O tampão 10 inclui um furo de descarga de gás 4 que passa através da cavidade 2 para fora em um centro distal de uma região de diâmetro reduzido incluindo uma porção encaixada 3 no bocal inferior 20. O tampão 10 inclui adicionalmente um componente de controle de pressão 5 em uma parte da região de diâmetro reduzido acima do furo de descarga de gás 4 dentro da cavidade 2.

[0054] O furo de descarga de gás 4 pode ser também provido em uma superfície lateral da região de diâmetro reduzido, e pode ser provido em uma pluralidade de posições como ilustrado na FIG. 2. Adicionalmente, o furo de

12 / 18 descarga de gás 4 pode ser formado em um formato de fenda.

[0055] Como aqui descrito, o tampão da presente invenção inclui o componente de controle de pressão em uma parte de uma área acima do furo de descarga de gás, preferivelmente, em uma área imediatamente acima do furo de descarga de gás. Isso se dá em virtude de ser preferível compreender e controlar a pressão em uma posição o mais perto possível do furo de descarga a fim de compreender e controlar de forma mais exata e precisa um estado de gás descarregado em torno de uma extremidade distal do tampão. A posição o mais próximo possível do furo de descarga é uma área aproximadamente abaixo de uma posição inicial de redução de diâmetro da extremidade distal do tampão. Para ser mais específico, a área é aproximadamente dentro de 150 mm da extremidade distal do corpo do tampão.

[0056] O furo de descarga de gás no tampão da presente invenção é uma abertura distal da cavidade para transportar gás. O furo de descarga pode ser localizado em uma posição no centro distal da região de diâmetro reduzido ou em uma pluralidade de posições em torno da porção encaixada (superfície lateral). Deve-se notar que uma área de abertura total do furo de descarga de gás é preferivelmente cerca de 3,1 mm2 (equivalente a uma área de abertura de um furo com um diâmetro de 2 mm) ou menos.

[0057] Embora o componente de controle de pressão possa ter qualquer um dentre uma forma de corpo poroso (refratário poroso) ou uma forma de furo passante, o componente de controle de pressão preferivelmente controla uma vazão de gás abaixo da maior pressão. As características de permeabilidade a gás do componente de controle de pressão e do furo de descarga de gás definidas na Equação 1 anterior são individualmente medidas em um laboratório.

[0058] Adicionalmente, uma diminuição na quantidade de gás, entupimento ou similares pode ocorrer quando o componente de controle de pressão é um corpo poroso (refratário poroso). Neste caso, é preferível usar

13 / 18 um refratário denso para o componente de controle de pressão como aqui descrito e formar um furo passante no componente de controle de pressão ou entre a periferia externa do componente de controle de pressão e o corpo do tampão de maneira a satisfazer as condições nas equações ou similares no item 3 anterior.

[0059] As FIGS. 3(a) a 3(J) ilustram exemplos de formação e formato do furo passante.

[0060] A FIG. 3(A) é um exemplo no qual o componente de controle de pressão 5 tendo um furo passante 6 é colocado no corpo do tampão 1 por meio de um enchimento de junta 7.

[0061] A FIG. 3(B) é um exemplo no qual o componente de controle de pressão 5 tendo uma pluralidade de furos passantes 6 é colocado no corpo do tampão 1 por meio do enchimento de junta 7.

[0062] A FIG. 3(C) é um exemplo no qual os furos passantes 6 são formados como sulcos na periferia externa do componente de controle de pressão 5 colocado no corpo do tampão 1 sem o enchimento de junta.

[0063] A FIG. 3(D) é um exemplo no qual os furos passantes 6 são formados no enchimento de junta 7 entre a periferia externa do componente de controle de pressão 5 e o corpo do tampão 1.

[0064] A FIG. 3(E) é um exemplo no qual os furos passantes 6 são formados como sulcos na cavidade 2 do corpo do tampão 1 entre a periferia externa do componente de controle de pressão 5 e o corpo do tampão 1, e o componente de controle de pressão 5 é colocado sem o uso do enchimento de junta.

[0065] A FIG. 3(F) é um exemplo no qual o componente de controle de pressão 5 tendo os furos passantes em formato de fenda (fendas) 6 é colocado no corpo do tampão 1 por meio de o enchimento de junta 7.

[0066] A FIG. 3(G) é um exemplo no qual os furos passantes em formato de fenda (fendas) 6 são formados entre a periferia externa do

14 / 18 componente de controle de pressão 5 e o corpo do tampão 1.

[0067] A FIG. 3(H) é um exemplo no qual o componente de controle de pressão 5 feito de um refratário poroso é colocado no corpo do tampão 1. Embora não seja usado enchimento de junta na FIG. 3(H), o enchimento de junta pode ser usado.

[0068] A FIG. 3(I) é uma vista ilustrando uma espessura t e um comprimento L de um exemplo no qual o furo passante 6 tem um formato de fenda.

[0069] A FIG. 3(J) é uma vista ilustrando uma espessura t e um comprimento L de um outro exemplo no qual o furo passante 6 tem um formato de fenda.

[0070] Na presente invenção, o furo passante pode ter vários formatos como nos exemplos do furo passante ilustrado nas FIGS. 3(A) a 3(G), 3(I), 3(J) e 5. Embora a FIG. 3(H) seja um exemplo no qual o componente de controle de pressão 5 é o corpo poroso (refratário poroso), o componente de controle de pressão 5 pode ter várias formas. Por exemplo, o componente de controle de pressão 5 pode ser total ou parcialmente feito do corpo poroso, ou pode ser colocado por meio do enchimento de junta.

[0071] O(s) furo(s) passante(s) pode(m) ser localizado(s) de maneira a cair sob uma faixa de uma curva aproximada representando uma relação entre um diâmetro e uma área seccional transversal total de um furo passante circular a uma pressão de 2 × 10-2 (MPa) e 8 × 10-2 (MPa) (pressão da cavidade em um lado à montante do componente de controle de pressão) como ilustrado na FIG. 4. Em outras palavras, o número de furos passantes é igual a um valor obtido dividindo um valor (Ha) da área seccional transversal total do(s) furo(s) passante(s) representado(s) no eixo geométrico vertical do gráfico na FIG. 4 por uma área seccional transversal (Hd2 × π ÷ 4) do furo passante tendo um valor (Hd) do diâmetro do furo passante no eixo geométrico horizontal do mesmo pode ser localizado no componente de

15 / 18 controle de pressão.

[0072] O furo passante pode ter um formato de furo simples tal como o formato circular citado, um formato elíptico ou um outro com uma superfície curva (círculo não perfeito), e um formato poligonal, ou pode ter um formato de fenda.

[0073] A FIG. 5 ilustra um exemplo no qual o formato do furo passante é equiparado entre o formato circular e o formato de fendas. A fenda neste exemplo é modelada de maneira tal que suas extremidades opostas tenham formatos parcialmente circulares, que são alongados para fora das extremidades opostas. Neste exemplo, valores de pressão (valores de pressão da cavidade no lado à montante do componente de controle de pressão) obtidos quando os furos passantes têm a mesma área seccional transversal total foram observados. Aqui, a mesma área seccional transversal total foi obtida alterando os números dos respectivos furos passantes.

[0074] O resultado mostra que o formato circular e os formatos de fendas têm pouca diferença de pressão. Ou seja, para o furo passante em formato de fenda, o formato e número do mesmo podem ser determinados usando o método de conversão descrito no item 4 anterior.

[0075] A FIG. 6 ilustra um exemplo de contrapressão de gás (Ar) durante lingotamento na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão (FIGS. 1 e 3(A), o mesmo se aplica a seguir) e em uma técnica convencional sem incluir o componente de controle de pressão. É mostrado que a contrapressão é extremamente baixa na técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão, enquanto a contrapressão pode ser controlada para ser alta na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão.

[0076] A FIG. 7 ilustra um exemplo de variação na contrapressão e vazão de gás (Ar) durante lingotamento na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir

16 / 18 componente de controle de pressão. É mostrado que não somente a contrapressão, mas a vazão de gás (quantidade de descarga) é também mais estável na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão do que na técnica convencional sem incluir componente de controle de pressão.

[0077] A FIG. 8 ilustra um exemplo de uma espessura de depósito (a técnica convencional é 1 como um índice) de inclusões a base de alumina em uma parede interna do bocal na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir o componente de controle de pressão. É mostrado que a espessura de depósito de inclusões a base de alumina em uma parede interna do bocal é menor na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão do que na técnica convencional sem incluir o componente de controle de pressão.

[0078] A FIG. 9 ilustra um exemplo do número médio de ocorrências (time/ch) de uma flutuação súbita da superfície de metal fundido de 10 mm ou mais em um molde na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão e na técnica convencional sem incluir o componente de controle de pressão. É mostrado que o número médio de ocorrências de uma flutuação súbita da superfície de metal fundido de 10 mm ou mais em um molde é também menor na presente invenção incluindo o componente de controle de pressão do que na técnica convencional sem incluir o componente de controle de pressão.

[0079] Quando o furo de descarga de gás é localizado em uma posição no centro distal da região de diâmetro reduzido do tampão, o furo de descarga de gás é preferivelmente disposto em uma posição dentro de ±10 mm em uma radial direção do tampão a partir do eixo geométrico central vertical do tampão. Isso se dá em virtude de dispor o furo de descarga de gás na posição acima torna difícil para o fluxo de gás descarregado receber o efeito de um fluxo de aço fundido que escoa ao longo da periferia externa da

17 / 18 extremidade distal do tampão (assim chamada porção da cabeça), e bolhas dificilmente se agrupam, dessa forma impedindo a geração de bolhas grandes. Em decorrência disso, entupimento do bocal pode ser eficientemente impedido, e flutuação de inclusão no molde pode ser eficientemente promovida.

[0080] Quando o furo de descarga de gás é localizado em uma pluralidade de posições em torno da extremidade distal da região de diâmetro reduzido do tampão, o furo de descarga de gás é preferivelmente disposto em posições afastadas do eixo geométrico central vertical do tampão por 10 mm ou mais na direção radial do tampão até a porção encaixada (ponto de contato com o bocal inferior). Isso se dá em virtude de a disposição do furo de descarga de gás nas posições acima permite que o fluxo de gás descarregado seja disperso, e torna difícil para as bolhas se agruparem, por meio disso impedindo a geração de bolhas grandes. Em decorrência disso, entupimento do bocal pode ser eficientemente impedido, e a flutuação de inclusão no molde pode ser eficientemente promovida. A descarga de gás abaixo da porção encaixada (ponto de contato com o bocal inferior) torna possível sopra certamente o gás em um furo interno do bocal inferior.

[0081] Quando o furo de descarga de gás é localizado em uma posição do centro distal ou em uma pluralidade de posições da superfície lateral da região de diâmetro reduzido do tampão, o experimento mostra que a abertura distal (orifício de descarga) do furo de descarga de gás preferivelmente tem um diâmetro de 2 mm ou menos. Isso se dá em virtude de a vazão poder ser controlada mais precisamente, e de haver uma maior razão de bolhas com um pequeno diâmetro (aproximadamente menor que 3 mm), o que permite que inclusões no aço fundido flutuem facilmente e torna difícil produzir defeitos no aço. As FIGS. 10 e 11 ilustram resultados desse experimento com modelo de água. Lista de Sinais de Referência

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[0082] 10 TAMPÃO 1 CORPO DO TAMPÃO 2 CAVIDADE 3 PORÇÃO ENCAIXADA 4 FURO DE DESCARGA DE GÁS 5 COMPONENTE DE CONTROLE DE PRESSÃO 6 FURO PASSANTE 7 ENCHIMENTO DE JUNTA 20 BOCAL INFERIOR

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Tampão para lingotamento contínuo, caracterizado pelo fato de que compreende: uma cavidade para transportar gás em um centro na direção vertical do tampão; um ou uma pluralidade de furos de descarga de gás que passam através da cavidade para fora em um centro distal ou uma superfície lateral de uma região de diâmetro reduzido incluindo uma porção encaixada a um bocal inferior; e um componente de controle de pressão em uma parte da região de diâmetro reduzido, a parte sendo acima do furo de descarga de gás dentro da cavidade.

2. Tampão para lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de controle de pressão é colocado em uma área imediatamente acima do furo de descarga de gás.

3. Tampão para lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o componente de controle de pressão é feito de um refratário denso sem permeabilidade a gás em uma condição de pressurização de uma amostra do refratário com um comprimento de 20 mm a 8 × 10-2 MPa, o componente de controle de pressão inclui um ou uma pluralidade de furos passantes dispostos no componente de controle de pressão ou entre uma periferia externa do componente de controle de pressão e um corpo do tampão de maneira a passar através de uma extremidade superior para uma extremidade inferior entre o componente de controle de pressão ou a periferia externa do componente de controle de pressão e o corpo do tampão, o furo passante tem um diâmetro com um tamanho entre φ 0,2 mm e φ 2 mm ambos inclusivos, o tamanho sendo obtido considerando uma seção transversal do furo como um formato circular e convertendo a seção transversal em um círculo, e o número de furos passantes satisfaz as Equações 1 e 2: (-0,44 × Hd2 + 1,88Hd – 0,08) ≤ Ha ≤ {1,67 × ln(Hd) + 3,66} ...Equação 1 Hn = Ha ÷ (Hd2 × π ÷ 4) ...Equação 2, onde Ha é uma área seccional transversal total do(s) furo(s) passante(s) (mm2), Hn é o número de furos passantes (número), Hd é um diâmetro do furo passante (mm), e π é uma constante circular.

4. Tampão para lingotamento contínuo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o furo passante tem um formato de fenda (a seguir referido como “fenda”), onde uma área seccional transversal total da(s) fenda(s) é considerada a dita Ha (mm2) e uma espessura da fenda é considerada a dita Hd (mm), um valor obtido dividindo a área seccional transversal total da(s) fenda(s) pela espessura da fenda é um comprimento total da(s) fenda(s).

5. Método para lingotamento contínuo usando o tampão para lingotamento contínuo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, o método caracterizado pelo fato de que compreende descarregar gás em aço fundido pelo furo de descarga de gás do tampão ajustando a pressão de gás na cavidade em um lado à montante do componente de controle de pressão a um valor entre 2 × 10-2 (MPa) e 8 × 10-2 (MPa) ambos inclusivos.