BRPI0615234A2 - tubo de vazamento refratÁrio c0m inserto poroso - Google Patents

Abstract

TUBO DE VAZAMENTO REFRATÁRIO COM INSERTO POROSO. A presente invenção refere-se, de uma maneira geral, a um tubo de vazamento refratário para vazar um metal em fusão, de um recipiente metalúrgico para outro recipiente metalúrgico. A invenção também se refere a um conjunto correspondente, compreendendo esse tubo de vazamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TUBO DEVAZAMENTO REFRATÁRIO COM INSERTO POROSO".DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se, de uma maneira geral, a um tubode vazamento refratário para vazar um metal em fusão, de um recipientemetalúrgico para outro recipiente metalúrgico. A invenção também se referea um conjunto correspondente, compreendendo esse tubo de vazamento.

É conhecido no vazamento contínuo de banhos líquidos metáli-cos para usar tubos de vazamento para a transferência do metal em fusão,de um recipiente metalúrgico para outro. Esses recipientes metalúrgicoscompreendem caçambas, panelas intermediárias, lingoteiras, etc. Durante oprocesso de vazamento, qualquer contato entre os banhos líquidos metalúr-gicos e o ar ambiente deve ser evitado.

O pedido de patente internacional WO 01/66284A1 descreve umtubo de vazamento ranhurado para esses fins. O tubo compreende uma pri-meira extremidade com uma primeira superfície de contato plana, perpendi-cular a um eixo longitudinal do tubo, e um canal de vazamento, estendendo-se da dita primeira face de contato plana no sentido de uma segunda extre-midade do tubo, em que o canal de vazamento termina em uma ou mais a-berturas de descarga na segunda extremidade do tubo. Para evitar a entradade ar no fluxo de banho líquido, a primeira superfície de contato plana é do-tada de uma chamada ranhura de injeção. Essa ranhura forma, em conjuntocom a primeira superfície de contato, um canal de injeção de fluido que cir-cunda, pelo menos parcialmente, o dito canal de vazamento.

De acordo com o pedido de patente internacional WO 01/66284A1, esse canal pode ficar entupido, isto é, bloqueado durante o processo devazamento. Esse fenômeno foi observado no caso em que a ranhura de in-jeção é formada em uma superfície de um tubo de vazamento refratário, a-poiando-se na superfície de outro componente refratário, intencionado paraser substituído durante as operações de vazamento, por exemplo, quando aranhura de injeção é formada na superfície inferior de um bocal interno apoi-ado na superfície superior de um invólucro de vazamento, ou um bocal deentrada submerso. Portanto, o pedido de patente internacional WO 01/66284A1 propõe proporcionar uma ranhura adicional ao longo da face de contatocorrespondente dos ditos componentes refratários, de modo que pelo menosuma das ditas ranhura pode operar corretamente durante o vazamento.

Essa proposta não pode evitar o risco de que uma ou ambas dasditas ranhuras fique bloqueada durante a operação, o que acarreta uma pro-teção de gás ineficiente e a tendência para aspiração de ar.

Portanto, um objeto da presente invenção é proporcionar umtubo de vazamento refratário e um conjunto correspondente, que é/são defácil produção, e proporciona um meio eficaz para proteger o banho líquidometálico escoando pelo dito tubo contra o ingresso de ar ambiente.

A invenção se abstém de quaisquer das ditas ranhuras de inje-ção, mas integra um elemento permeável gasoso na área superficial do tubode vazamento, que fica em contato com um componente refratário associa-do. Um gás de tratamento, especialmente um gás inerte, é alimentado aodito elemento permeável a gás, a uma distância para a primeira superfície decontato plana. O gás é orientado pelo dito elemento e depois deixa o ele-mento permeável a gás pela sua superfície superior (livre, aberta), que formaparte da primeira superfície de contato plana.

Durante a operação, quando o segundo componente refratário édisposto de um modo que a sua superfície de contato correspondente ficaem contato direto com a primeira superfície de contato plana do tubo, o gás,alimentado sob pressão no dito elemento permeável a gás, escapa porquaisquer fendas entre as ditas superfícies de contato correspondentes eevita, desse modo, o perigo de qualquer entrada de ar indesejada.

Similar ao gás proporcionado por uma ranhura, o gás proporcio-nado pelo elemento permeável a gás vai circundar o canal de vazamento,como uma cortina, mas sem qualquer perigo de ficar bloqueado.

Na sua concretização mais geral, a invenção se refere a um tubode vazamento refratário, compreendendo uma primeira extremidade comuma primeira face de contato plana, perpendicular a um eixo longitudinal dotubo, e um canal de vazamento, estendendo-se da dita primeira face de con-tato plana no sentido da segunda extremidade do tubo, cujo canal de vaza-mento termina em pelo menos uma abertura de descarga, na segunda ex-tremidade do tubo, em que a primeira extremidade do tubo é equipada compelo menos um elemento permeável a gás, cujo elemento permeável a gás édisposto de modo que uma das suas superfícies forme parte da primeira fa-ce de contato plana, e que um gás possa ser introduzido nele.

O elemento permeável a gás pode ser de forma anular. Issopossibilita proporcionar uma cortina de gás de forma anular, contínua emtorno do canal de vazamento (a uma distância radial do canal de vazamen-to). O elemento (anel) permeável a gás pode ter uma largura de qualquertamanho, por exemplo, 5 a 25 mm. A sua profundidade (altura) pode ser namesma faixa. O dito anel pode ter uma área de seção transversal retangular.

O elemento permeável a gás pode ser uma entidade separada,posicionada dentro da dita primeira extremidade do tubo. O elemento per-meável pode ser formado conjuntamente com o elemento tubular (o tubo),ou fabricado como uma entidade separada e posicionado dentro do tubo,durante um processo de montagem.

Para levar um gás para o dito elemento permeável a gás, a in-venção descreve vários projetos. De acordo com uma concretização, a pri-meira extremidade do tubo é equipada ainda com pelo menos um canal degás, estendendo-se de pelo menos uma superfície do elemento permeável agás, diferente da parte formadora da superfície da primeira face de contatoplana, para pelo menos uma outra superfície externa da primeira extremida-de do tubo.

Conseqüentemente, o canal pode se estender de uma superfíciedo dito elemento permeável, oposta à primeira superfície de contato plana,para uma área diferente da primeira superfície de contato plana e/ou paraqualquer área circunferencial do tubo.

Para proporcionar um fluxo de gás constante e uma pressão degás constante, propõe-se em uma outra concretização da invenção propor-cionar uma câmara de distribuição de gás (câmara de pressão), entre o ele-mento permeável a gás e o canal de gás. Essa câmara de pressão de distri-buição de gás pode se estender ao longo de um determinado comprimentodo dito elemento permeável, mas pode também se estender ao longo docomprimento total dele.

O elemento permeável a gás pode ser disposto a qualquer posi- ção ao longo da primeira face de contato plana. De acordo com uma concre-tização, que é mostrada nas figuras seguintes à descrição, o elemento per-meável é projetado como um anel permeável a gás ao longo de uma perife-ria externa da primeira face de contato plana. Isso possibilita proporcionar omeio de alimentação de gás independentemente do tubo, por exemplo, noou ao longo de um suporte correspondente para o tubo.

Tipicamente, a primeira extremidade do tubo de vazamento é deuma seção transversal (diâmetro) ampliada, proporcionando, desse modo,um flange como a primeira extremidade (a parte superior do tubo na sua po-sição montada). O tubo é então posicionado com o seu flange como partedentro do dito suporte. O gás pode ser depois introduzido no elemento per-meável a gás de fora. Por exemplo, uma câmara de distribuição de gás podeser disposta radialmente com relação ao elemento permeável a gás e abrin-do-se diretamente para o elemento permeável a gás. O gás pode ser alimen-tado nessa câmara de distribuição de gás por meio de uma linha de alimen-tação de gás correspondente, proporcionada também dentro do dito suporte.

Em outra concretização, o elemento permeável a gás é dispostoentre as periferias interna e externa do primeira face de contato plana. A pe-riferia externa pode ser de qualquer forma, por exemplo, retangular, oval oucircular. A periferia interna vai ter, em grande parte, uma seção transversalcircular. Nessa concretização, um canal de gás pode se estender de qual-quer superfície do elemento permeável a gás, diferente da parte formando asuperfície da primeira face de contato plana, pelo corpo refratário do tubo devazamento, para qualquer área superficial do tubo, ao qual um tubo de ali-mentação de gás correspondente pode ser conectado.

Outra possibilidade é proporcionar o gás por um componenterefratário separado, por exemplo, por um bocal com uma superfície plana seapoiando na primeira face de contato plana do tubo. Esse canal de gás podeser disposto em alinhamento com um canal de gás correspondente dispostodentro do tubo e estendendo-se da primeira face de contato plana para oelemento permeável a gás ou uma câmara de pressão circundando, pelomenos parcialmente, o elemento permeável a gás. Essa concretização pro-porciona a vantagem do meio de alimentação de gás ser disposto em umelemento fixo (o bocal), sem necessidade de substituição a qualquer mo-mento, quando o tubo é substituído. De novo, o meio de distribuição de gás(câmara de pressão) pode ser disposto ao longo das respectivas passagensde gás.

Os múltiplos pontos de saída de gás inerte, a partir da superfíciedo elemento refratário permeável, proporciona uma cobertura bidimensionalpela superfície deslizante, sem risco mínimo que possa ocorrer bloqueio emqualquer local, para permitir uma rota para ingresso de ar.

0(s) canal(is) de alimentação do gás podem ser posicionados nolado do furo em posições remotas da trilha pelas superfícies planas, ao lon-go das quais o furo do tubo deve se movimentar durante um processo detroca. Nessa concretização, não há quaisquer canais em qualquer uma dassuperfícies, que possam ficar bloqueados durante uso.

Outros aspectos da invenção podem ser derivados dos outrosdocumentos do pedido de patente, bem como das reivindicações.

A invenção é descrita em mais detalhes com relação à figura emanexo. Essa figura mostra - esquematicamente - um tubo em conjunto comum bocal correspondente em uma vista em seção transversal vertical.

Na figura, a referência 10 ilustra um bocal cerâmico refratário,enquanto que a referência 12 ilustra um tubo de vazamento correspondente.Ambos o bocal 10 e o tubo de vazamento 12 têm um canal de vazamento14, sendo dispostos em alinhamento axial entre si em uma posição montada(como mostrado). Esse alinhamento axial inclui as possíveis alternativascom um maior diâmetro do tubo de vazamento.

O tubo de vazamento 12 tem uma primeira extremidade (amplia-da) 16 (a extremidade superior na posição montada) dotada com uma pri-meira superfície de contato plana 18. Ao longo de uma periferia externa 12pdo dito tubo 12, um elemento permeável a gás de forma anular 20 é posicio-nado dentro da primeira extremidade 16, de modo que a sua superfície su-perior 20s forma parte da primeira face de contato plana 18, enquanto que asua superfície periférica externa forma parte da superfície circunferencial dotubo 12p. Esse elemento permeável a gás 20 é feito de um material refratá-rio cerâmico poroso e posicionado dentro da primeira extremidade 16 do tu-bo 12, durante um processo de montagem.

O tubo de vazamento 12 é preso firmemente dentro de um su-porte 22, que compreende uma lata metálica externa 24 e uma parte refratá-ria interna 26.

A parte inferior do tubo de vazamento 12 é de projeto comum enão mostrada na figura.

O bocal 10 é feito também de material refratário cerâmico e temuma segunda face de contato plana 28 na sua extremidade inferior (comomostrado na figura).

Tipicamente, não há qualquer espaço entre as superfícies decontato planas correspondentes 18, 28, para evitar qualquer ingresso de arao longo da dita área de contato em um banho líquido metálico escoandopelo canal de vazamento 14.

A fixação do bocal 10 é comum e não mostrada em detalhe.A figura mostra dois diferentes exemplos (concretizações) paradispor uma alimentação de gás para o elemento permeável a gás 20.

Na parte direita da figura, uma câmara de distribuição de pres-são de forma anular 30 é proporcionada na face interna do suporte 22, dire-tamente oposta ao elemento de purga de gás 20. Um tubo de alimentaçãode gás 32 se estende do dito anel de distribuição de gás 30 para uma esta-ção de pressão de gás (não mostrada). O gás, alimentado ao longo do tubode alimentação 32, é soprado para a câmara de pressão de distribuição degás 30 e depois ao elemento permeável a gás 30. Sob condições ideais, acâmara permeável a gás 20 fica sob uma pressão de gás constante e ne-nhum gás (gás inerte) escapa ao longo da primeira face de contato plana 18.Na prática há sempre fendas, ranhuras ou outras deficiências dentro dasditas primeira e/ou segunda superfícies de contato planas 18, 28, de modoque parte desse gás inerte sob pressão escoa para dentro no sentido do furo14, ou para fora no sentido da parte externa do conjunto, enchendo, dessemodo, quaisquer desses espaços e proporcionando uma cortina de gás iner-te que impede que qualquer ar ambiente seja sugado para a corrente de me-tal em fusão dentro do furo 14.

Na parte esquerda da figura, um projeto alternativo é mostrado.Ainda que haja uma câmara de pressão de distribuição de gás 34 proporcio-nada diretamente abaixo do elemento permeável a gás 20, há um canal degás 36 se estendendo da dita câmara de pressão de distribuição de gás 34(que é um elemento de forma anular) para a primeira superfície de contatoplana 18, a uma posição intermediária entre a circunferência interna do ditoelemento permeável a gás 20 e o furo atravessante 14 do tubo de vazamen-to.

O bocal 10 é dotado com um canal de gás correspondente 38,sendo equipado na sua extremidade inferior com uma seção ampliada 38e,estando em conexão fluida com o canal de gás 36. Na sua extremidade o-posta, o canal de gás 28 se junta a um adaptador 40, proporcionado dentrodo bocal 10 e adaptado para receber um tubo de alimentação de gás.

De acordo com essa concretização, qualquer gás inerte é intro-duzido pelo canal de gás 38 (38e) e canal de gás 36 na câmara de pressãode distribuição de gás 34, e depois no elemento permeável a gás 20.

Claims (12)

1. Tubo de vazamento refratário, compreendendo uma primeiraextremidade (16) com uma primeira face de contato plana (18), perpendicu-lar a um eixo longitudinal (A) do tubo, e um canal de vazamento (14), esten-dendo-se da dita primeira face de contato plana (18) no sentido de uma se-gunda extremidade do tubo, cujo canal de vazamento (14) termina em pelomenos uma abertura de descarga na segunda extremidade do tubo, em quea primeira extremidade (16) do tubo é equipada com pelo menos um ele-mento permeável a gás (20), cujo elemento permeável a gás (20) é dispostode modo que uma das suas superfícies (20s) forme parte da primeira face decontato plana (18) e que um gás possa ser introduzido nele.

2. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-1, no qual o dito elemento permeável a gás (20) é de forma anular.

3. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-1, no qual o dito elemento permeável a gás (20) é uma entidade separada,posicionada dentro da dita primeira extremidade (16) do tubo.

4. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-1, no qual o dito elemento permeável a gás (20) é formado conjuntamente,durante fabricação do tubo.

5. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-1, no qual a primeira extremidade (16) é ainda equipada com pelo menos umcanal de gás (36), estendendo-se de pelo menos uma superfície do elemen-to permeável a gás (20), diferente da superfície (20s) que forma parte daprimeira face de contato plana (18), para pelo menos uma outra superfícieexterna da primeira extremidade (16) do tubo.

6. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-5, no qual o dito canal de gás (36) se estende para a primeira superfície decontato plana (18).

7. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-5, no qual o dito canal de gás (36) se estende para uma área circunferencial do tubo.

8. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação-5, no qual uma câmara de distribuição de gás (14) é disposta entre o ele-mento permeável a gás (20) e o canal de gás (36).

9. Tubo de vazamento refratário de acordo com a reivindicação1, no qual o elemento permeável a gás (20) é disposto ao longo de uma peri-feria externa (12p) da primeira face de contato plana (18).

10. Conjunto de um tubo de vazamento como definido em qual-quer uma das reivindicações de 1 a 9 e um segundo componente refratário(10), dotado de uma segunda face de contato plana (28) e um segundo ca-nal de vazamento (14), projetado para suportar a dita segunda face de con-tato plana (28) contra a primeira face de contato plana (18) do tubo e propor-cionando um canal de vazamento contínuo (14) na região de transição, entreos primeiro e segundo canais de vazamento (14), em que o segundo com-ponente refratário (10) é equipado com pelo menos um canal de alimentaçãode gás (38), uma extremidade de descarga que termina na segunda face decontato piana (28), enquanto uma extremidade de entrada (40) é adaptadapara receber um meio de alimentação de gás.

11. Conjunto de um tubo de vazamento de acordo com a reivin-dicação 10, no qual o canal de alimentação de gás (38) tem uma área deseção transversal ampliada na sua extremidade de descarga.

12. Conjunto de um tubo de vazamento de acordo com a reivin-dicação 1, no qual o canal de alimentação de gás (38) termina, na sua posi-ção montada, no pelo menos um canal de gás (36) do tubo.