BRPI0612520A2 - tampa para um pote de fusão metalúrgica - Google Patents

Abstract

TAMPA PARA UM POTE DE FUSãO METALúRGICA. A presente invenção refere-se a uma tampa para pote de fusão metalúrgica. Tampas desse tipo servem para controlar a descarga de um metal fundido na área de saída de um pote de fusão associado, por exemplo, de uma panela intermediária.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TAMPA PARA UM POTE DE FUSÃO METALÚRGICA".

A invenção refere-se a uma tampa para um pote de fusão meta-lúrgica. Tampas desse tipo servem para controlar a descarga do metal fun-dido na área de uma saída de um pote de fusão associado, por exemplo,uma panela intermediária.

Tal tampa tem geralmente a seguinte estrutura: ela apresentaum corpo do tipo vara de pelo menos um material cerâmico refratário que,correspondentemente, apresenta uma primeira extremidade superior e umasegunda extremidade inferior. Uma abertura do tipo saco se estende da pri-meira extremidade na direção axial do corpo em forma de vara na direção dasegunda extremidade, esta abertura terminando no fundo a uma distância dasegunda extremidade do corpo. Um canal de descarga de gás com uma me-nor área de seção transversal comparada à abertura conecta o fundo da a-bertura com uma seção de superfície na área da segunda extremidade docorpo. Adjacente à primeira extremidade, a abertura apresenta auxílios defixação no lado da circunferência, cujos auxílios de fixação servem ao pro-pósito de estabelecer um dispositivo de retenção correspondente, geralmen-te uma vara de retenção, através da qual a tampa e anexado a um manipu-lador. Por meio do manipulador, a tampa é movida para cima e para baixopara ou selar a abertura de descarga do pote de fusão ou para abri-la atéuma largura de abertura ajustável.

Dentro da estrutura desse pedido, os dados em relação ao pro-jeto e funcionamento da tampa e suas peças e dispositivos referem-se sem-pre à posição de operação da tampa, isto é, seu alinhamento vertical.

Uma tampa conhecida das espécies adequadas é conhecida daEP 0 358 535 B2. É feita referência a essa descrição.

A abertura e o canal de descarga de conexão (também) servemao propósito de passar um gás através da tampa para o metal fundido. Ogás serve para o propósito do tratamento metalúrgico secundário do fundido.Por meio disso, inclusões na metálicas no fundido, por exemplo, devem serremovidas por flotação. De importância nesta conexão é uma corrente constante do gás de tratamento.

Se a tampa estiver em uma posição a uma distância da aberturade descarga do pote de fusão, o metal fundido flui para fora. Como resultadoda corrente do metal fundido, uma pressão reduzida pode ser formada abai-xo da extremidade inferior da tampa. Essa pressão reduzida pode tornar-setão grande que a corrente de gás é cortada. Simultaneamente, o ar pode serabsorvido. Ambos os casos são indesejáveis.

A EP 1 401 600 B1 descreve uma tampa de espécie adequada(referida como tampa monobloco nesse caso) no qual o dispositivo de cali-bração é construído no canal de descarga do gás. Esse dispositivo de cali-bração consiste em uma vara apresentando um ou vários canais axiais degás. Dessa forma, uma resistência de fluxo específica deve ser ajustada. Odispositivo conhecido é complicado de se produzir. Além, disso, é difícil ajus-tar-se uma resistência de fluxo específica.

A invenção é baseada no objetivo de fornecer uma tampa queseja fácil de produzir e por meio da qual o transporte e fornecimento de gás,em gás particularmente inerte, em um metal pode ocorrer efetivamente ecom segurança.

Para alcançar esse objetivo, a invenção é baseada nas seguin-tes considerações: A abertura tipo no corpo da tampa acima mencionadageralmente apresenta uma área de seção circular com um diâmetro de vá-rios centímetros. O canal de descarga de gás conectado à abertura em con-traste tem uma superfície de seção transversal muito menor, geralmentecom um diâmetro de apenas uns poucos milímetros.

A grande abertura geralmente se estende acima de mais da me-tade do comprimento total do corpo da tampa, enquanto que o canal de des-carga de gás corre apenas na segunda seção da extremidade inferior e écorrespondentemente curto.

Para se ajustar uma certa resistência de fluxo para o gás dentroda tampa, é, entretanto, necessário projetar-se o canal de gás na extremida-de para ser tão longo quanto possível ou com um diâmetro menor. Com ba-se nos arranjos esboçados, ambas as medidas são submetidas a limites.Na medida do possível a invenção é baseada na consideraçãode mover-se os meios de ajuste da resistência do fluxo de gás da área docanal de descarga do gás na segunda extremidade inferior da tampa para aabertura situada acima dela. A abertura que é muito maior em comparaçãocom o canal de descarga de gás tem que ser preenchido para esse propósi-to pelo menos parcialmente com um enchimento correspondente. Esse en-chimento pode se estender sobre um comprimento parcial correspondenteda abertura (vista na direção axial do corpo da tampa) e encher toda a áreada seção transversal das abertura.

Mover-se os meios para ajustar a resistência do fluxo de gáscria numerosas possibilidades para ajustar a resistência do fluxo individual-mente dependendo de em que ponto da abertura e com que comprimento oenchimento é formado e como muitos canais são arranjados em que formadentro do enchimento.

Conseqüentemente, a invenção refere-se em sua configuraçãomais geral a uma tampa para um pote de fusão metalúrgica com as seguin-tes características:

-um corpo em forma de vara de pelo menos um material cerâ-mico refratário com uma primeira extremidade superior e uma segunda ex-tremidade inferior,

-uma abertura do tipo saco se estende da primeira extremidadena direção axial do corpo em direção à segunda extremidade,

-a abertura acaba em um fundo a uma distância da segundaextremidade do corpo,

-um canal de descarga de gás conecta a abertura com uma se-ção de superfície na área da segunda extremidade do corpo,

-o canal de descarga de gás tem uma área de seção transversalque é menor que a área da seção transversal da abertura,

-um enchimento se estende sobre parte da abertura - vista nadireção axial do corpo,

-pelo menos um canal de gás que conecta a abertura com ocanal de descarga de gás em uma maneira tecnológica de fluxo se estendeatravés do enchimento ou entre o enchimento e o corpo.

O fundo da abertura acima mencionado pode ser projetado co-mo desejado. Ele pode correr mais ou menos verticalmente à direção do ei-xo do corpo. Ele pode também ser curvo, por exemplo, curvo de maneiracôncava ou convexa. É também possível conformar-se a área do fundo -vista na direção axial da tampa - na forma de um funil com conexão diretaao canal de descarga de gás subseqüente.

O enchimento (com os canais de gás correndo nele) pode - con-forme detalhado - ter quase qualquer comprimento desejado. Seu compri-mento dependerá, entre outras coisas, de quão grande deve ser a resistên-cia do fluxo que é desejada para a corrente de gás na aplicação relacionada.Normalmente, o enchimento - visto na direção axial do corpo - terá umcomprimento que atingirá pelo menos 5% do comprimento da abertura. Essevalor pode também ser aumentado, de acordo com diferentes configurações,para > 10%, > 15%, até valores de > 25%.

O arranjo do enchimento dentro da abertura é quase como de-sejado. O enchimento pode ser impenetrável exceto para a área de passa-gem do gás.

Um arranjo do enchimento diretamente adjacente ao fundo daabertura, entretanto, tem vantagens de tecnologia de fluxo. Com esse pro-pósito, é necessário assegurar-se que a abertura do lado do fundo do canalde gás que corre dentro do enchimento ou na área de contato entre o en-chimento e o corpo da tampa seja conectada em uma forma de tecnologiade fluxo com o lado da abertura de entrada do gás do canal de descarga degás na extremidade inferior da tampa (na assim chamada cabeça da tampa).

Geralmente as tampas do tipo indicado são produzidas porpressão isostática. Durante esse processo, a abertura e o canal de descargade gás são formados in situ. Como exemplo, o enchimento pode subseqüen-temente ser derramado no caso de tal corpo de tampa. Um processo de pro-dução possível para esse propósito está ilustrado como parte da descriçãodas figuras abaixo.

O enchimento pode também ser uma peça comprimida que éinserida durante a produção ou subseqüentemente na abertura da tampa docorpo comprimida.

Uma característica essencial é a formação de pelo menos umcanal de gás. Esse canal de gás pode correr na direção axial do enchimento.

O canal de gás pode correr através do enchimento. Ele pode também serformado na parede externa do enchimento na forma de uma ranhura. Nessecaso a parede da abertura restringe o canal de gás pelo lado de fora. Reci-procamente, a parede da abertura pode apresentar uma ranhura e o enchi-mento (sua superfície circunferencial) limita a ranhura nesse caso pelo ladode dentro de forma que o canal de gás seja formado. O canal de gás podeser arranjado paralelamente ao eixo central longitudinal da tampa ou na for-ma de uma espiral em torno do eixo longitudinal central.

Pelas razões indicadas acima, pode ser vantajoso formar umcanal de gás mais longo. Para esse propósito, o comprimento do enchimentopode ser aumentado. Uma vantagem particular do projeto conforme a inven-ção consiste no enchimento sendo arranjado dentro da grande abertura econseqüentemente apresentando uma área de seção transversal considerá-vel que permite que o canal de gás vagueie ou passe na forma de uma héli-ce através do enchimento ou entre o enchimento e o corpo. Dessa forma,seu comprimento torna-se muito maior e a menor distância entre suas aber-turas de descarga (superior e inferior) situadas nas extremidades.

Para evitar que corpos estranhos penetrem, por exemplo, podeser vantajoso cobrir-se pelo menos a abertura superior do canal de gás doenchimento e/ou a extremidade do canal de descarga do gás no lado dedentro com um filtro poroso, por exemplo, um filtro de papel poroso, resisten-te à temperatura, ou com uma tampa porosa. Tal elemento poroso tipo es-ponja pode também ser fornecido como um componente do enchimento.

Para alcançar um fluxo de gás que seja tão livre de turbulênciaquanto possível, uma outra configuração da invenção permite que o canal dedescarga de gás saia na segunda extremidade do corpo coaxialmente aoeixo longitudinal central do corpo.

Outros atributos característicos da invenção resultam dos atribu-tos característicos das sub-reivindicações e de outros documentos do pedido.

A invenção será explicada abaixo em maiores detalhes por meiode um exemplo prático. Nele - em uma ilustração fortemente esquematizada -

A Figura 1 apresenta: uma seção da extremidade inferior deuma tampa na forma de seção transversal longitudinal durante a produção.

A Figura 2 apresenta: uma ilustração análoga à Figura 1 no es-tado acabado com um percurso específico de um canal de gás no enchimento.

Nas Figuras, peças de estruturas idênticas, ou aquelas com e-feito equivalente, estão ilustradas com os mesmos números de referência.

Na Figura 1, pode ser vista uma seção inferior 10 de um corpoem forma de vara de uma tampa. O corpo em forma de vara consiste em ummaterial refratário do tipo usual. Coaxialmente ao eixo longitudinal central M-M, uma abertura 12 se estende no corpo 10, cuja abertura se estende deuma extremidade superior do corpo (não mostrado) na direção de uma se-gunda extremidade inferior 14 e termina a uma distância desta extremidadena área do fundo 16. Desse fundo 16 que apresenta um alongamento do tiposaco 18 na direção do eixo longitudinal central M-M, um canal de descargade gás 20 se estende coaxialmente ao eixo longitudinal central M-M até aseção mais ao fundo da segunda extremidade 14.

A Figura 1 mostra um estágio na produção do corpo de fecha-mento, o corpo 10 sendo produzido inicialmente da maneira usual por pres-são isostática. Em uma etapa subseqüente, um fio 22 é puxado na via docanal de descarga de gás 20, o fio 22 apresentando em sua extremidadeinferior livre um engrossamento 22d enquanto que a seção que cai no canalde descarga de gás 20 tem um diâmetro maior (enchendo grandemente ocanal de descarga de gás 20) que a seção 22a que corre acima dela e quese estende através da abertura 12 até a primeira extremidade superior docorpo de fechamento e é temporariamente fixa ali de maneira não ilustrada.

Na etapa seguinte, um concreto refratário é derramado na abertura 12 e em-purrado para a frente por meio de um embolo até que aproximadamente aárea sombreada acima do canal de descarga de gás 20 seja preenchida como concreto ainda viscoso que assim confina o fio 22 na seção 22a.

Tão logo o concreto tenha se ajustado, o fio 22 é removido nadireção oposta à da sua introdução. Para esse propósito, o fio 22 pode serpego na cabeça 22d e puxado para baixo. Em paralelo, um canal de gás cor-respondente 26 é formado na seção de concreto moldada 24, a seguir refe-rida como enchimento, cujo canal continua a se tornar o canal de descargade gás 20.

Pode ser visto que o número de canais de gás 26 formados noenchimento 24, seu tamanho e percurso podem ser ajustados conforme de-sejado.

Em vez de um ou vários fios que sejam puxados para fora, po-dem também ser usados corpos que possam ser queimados. Durante a sub-seqüente queima da tampa, os canais de gás desejados são formados noarranjo desejado e na geometria queimando-se esses acréscimos.

Em vez de um enchimento moldado 24, este pode ser usadoconforme feito previamente, por exemplo, prensado, peça estrutural, confor-me esboçado na Figura 2. No exemplo prático ilustrado, o acréscimo de en-chimento prensado 24 apresenta um canal de gás 26 formado na forma deuma espiral cuja extremidade inferior no lado de saída corre coaxialmentepelo eixo longitudinal central M-M do corpo 10.

Uma alternativa é mostrada na Figura 3. O canal de gás 26 éformado na área de transição do enchimento 24 e do corpo 10. O enchimen-to 24 apresenta uma ranhura em espiral 26n em sua superfície circunferen-cial 24u que é delimitada no lado de fora pela parede delimitadora 12i daabertura 12. O canal de gás 26 é formado em conjunto pelo enchimento 24 eo corpo 10, cujo canal de gás cria uma conexão de tecnologia de fluxo daabertura 12 até o canal de descarga de gás 20.

Claims (12)

1. Tampa para um pote de fusão metalúrgica com os seguintesatributos característicos:a) um corpo em forma de vara (10) de pelo menos um materialcerâmico refratário com uma primeira extremidade superior e uma segundaextremidade inferior (14),b) uma abertura tipo saco (12) se estende da primeira extremi-dade na direção axial do corpo (10) na direção da segunda extremidade (14),c) a abertura (12) termina num fundo (16) a uma distância dasegunda extremidade (14) do corpo (10),d) um canal de descarga de gás (20) conecta a abertura (12)com a seção de superfície na área da segunda extremidade (14) do corpo(10),e) o canal de descarga de gás (20) tem uma área de seçãotransversal que é menor que a área da seção transversal da abertura (12),f) um enchimento (24) se estende sobre parte da abertura (12) -vista na direção axial do corpo (10),g) pelo menos um canal de gás (26), que conecta a abertura(12) com o canal de descarga de gás (20) de maneira tecnológica de fluxo,se estende através do enchimento (24) ou entre o enchimento (24) e o corpo (10).

2. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o enchimen-to (24) - na direção axial do corpo (10) - tem um comprimento que é pelomenos 0,05 vezes o comprimento da abertura (12).

3. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o enchimen-to (24) corre adjacente ao findo (16) da abertura (12).

4. Tampa de acordo com a reivindicação 1 na qual o enchimento(24) é uma peça fundida.

5. Tampa de acordo com a reivindicação 1 na qual o enchimento(24) é uma peça prensada.

6. Tampa de acordo com a reivindicação 1 na qual pelo menosum canal de gás (26) se estende na direção axial do corpo (10).

7. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual pelo menosum canal de gás (26) tem um comprimento que é maior que a distância maiscurta das aberturas de descarga do canal de gás (26) em suas extremidades.

8. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o (pelo me-nos um) canal de gás (26) é formado de maneira sinuosa ou do tipo hélice.

9. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o enchimen-to (24) é projetado como uma esponja pelo menos regionalmente.

10. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o canal dedescarga de gás (20) sai na segunda extremidade (14) do corpo (10) coaxi-almente ao eixo central do corpo (10).

11. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual o (pelomenos um) canal de gás (26) é formado, pelo menos parcialmente, por umentalhe no enchimento (24).

12. Tampa de acordo com a reivindicação 1, na qual pelo menosum canal de gás (26) é formado, pelo menos parcialmente, por um entalhena superfície de uma parede delimitadora (12i) da abertura (12).