BRPI0621615B1 - Dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE VEDAÇÃO PARA UMA UNIDADE DE FUNDIÇÃO COM CILINDROS GEMINADOS".

Campo Técnico A presente invenção refere-se a um dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados.

Antecedentes da Invenção A figura 1 mostra um exemplo de uma unidade de fundição com cilindros geminados compreendendo um par de cilindros coquilhados 1, horizontalmente dispostos lado a lado e um par de vertedores laterais 2 associados com os cilindros 1.

Os cilindros 1 são construídos de tal maneira que a água de refrigeração passe através do interior dos cilindros e que um passe G entre os cilindros possa ser regulado para ser aumentado ou decrescido dependendo da espessura de uma tira de aço 3 a ser produzida. A velocidade e a direção de rotação dos cilindros 1 determinadas de tal modo que as periferias externas dos respectivos cilindros 1 passam a partir de cima no sentido do passe G à mesma velocidade.

Um dos vertedores laterais 2 entra em contato superficial com uma das extremidades dos cilindros 1 e o vertedor lateral oposto faz contato com a outra extremidade dos cilindros 1. Acima de um espaço definido pelos cilindros 1 e os vertedores laterais 2, uma peça de transição 4 é disposta para fazer contato superficial com as extremidades superiores dos vertedores laterais 2.

Uma tubeira administradora do material em fusão 5 é incorporada na peça de transição 4 de modo a ser posicionada imediatamente acima do passe G. Pela administração do material em fusão pela tubeira 5 ao espaço definido pelos cilindros 1 e vertedores laterais 2, uma poça de metal em fusão 6 é formada.

Especificamente, com a poça 6 sendo formada, os cilindros são girados, enquanto refrigerados através da passagem de água de refrigeração, a poça de metal em fusão solidifica-se sobre as periferias externas dos cilindros 1, com uma tira resultante 3 sendo administrada para baixo do passe G.

Em uma unidade de fundição de cilindros geminados dessa natureza, um tampo ou cobertura é prevista para cobrir a poça de metal em fusão 6 e gás inerte é alimentado no interior da cobertura para prevenir a oxidação da poça de metal em fusão.

Uma cobertura para a poça de metal em fusão com corpos rotativos foi proposta, cada um dos corpos rotativos envolvido por pano trançado sendo disposto para confinar contra uma superfície externa da cobertura e contra uma periferia externa do correspondente cilindro 1 envolvendo a totalidade da sua extensão axial para que o pano trançado possa suprimir a invasão de ar atmosférico no interior da cobertura (veja-se, por exemplo, a Referência 1).

Nitrogênio é geralmente usado como o gás inerte a ser alimentado ao interior da cobertura. De maneira a tornar delgada a tira de metal, argônio, que é relativamente baixo em condutividade térmica, é misturado com nitrogênio e a mistura é alimentada ao interior da cobertura; então, o calor da poça de metal em fusão torna-se menos transmissível para os cilindros 1 para suprimir o aumento de temperatura das periferias externas dos cilindros 1, para que uma tira 3 delgada em espessura possa ser obtida sem especialmente baixar a velocidade de rotação dos cilindros nem causar desenvolvimento de ruptura da tira devido à produção insuficiente de cascos de solidificação.

Referência 1 Patente JP 2760695.

Sumário da Invenção Problemas a serem resolvidos pela invenção.

Todavia, mesmo se o interior da cobertura é alterado daquele com atmosfera de nitrogênio puro para aquele com atmosfera de nitrogênio contendo argônio, dez minutos ou mais são requeridos antes das periferias externas dos cilindros 1 terem sua temperatura reduzida.

Isto resulta do fato de que, durante a rotação dos cilindros 1, texturas (concavidades e convexidades regulares da ordem de várias dezenas de micrômetros) sobre as periferias externas dos cilindros são adesivamente acompanhadas pelo ar atmosférico, resultando em dificuldade para o nitrogênio contendo argônio entrar em contato com os cilindros.

Outrossim, na Referência 1, a direção de rotação do corpo rotativo, quando visto no seu sentido axial, é contraditória àquela do cilindro 1 contra o qual o corpo rotativo confina, de forma que o ar atmosférico é premido entre o corpo rotativo e o cilindro 1, o que facilita o arraste do ar atmosférico para o cilindro 1. A invenção foi realizada tendo em vista o acima exposto e tem como objetivo proporcionar um dispositivo de vedação para uma unidade de fundição de cilindros geminados que possa suprimir o arraste do ar atmosférico para os cilindros.

Recursos ou Medidas para Resolução dos Problemas De maneira a atingir o objetivo acima, a invenção compreende uma peça de transição posicionada acima de uma poça de metal em fusão formada entre cilindros coquilhados, escovas cilíndricas girantes se estendendo no sentido axial dos cilindros e cada uma confinando contra uma periferia externa do correspondente cilindro sobre a totalidade de sua extensão axial sobre um lado afastado da poça e abaixo da peça de transição, primeiras coifas contíguas com a peça de transição e cada uma cobrindo o correspondente cilindro entre a peça de transição e a correspondente escova, segundas coifas contíguas com as ditas primeiras coifas e cada uma circundando uma parte da escova fora de contato com o cilindro, terceiras coifas contíguas com as segundas coifas e cada uma cobrindo o cilindro abaixo da escova e aberturas de saída para alimentar gás de vedação entre a peça de transição e os cilindros.

Na invenção, o gás de vedação proveniente de cada uma das saídas é guiado pelas primeira, segunda e terceira coifas cobrindo o correspondente cilindro e a escova para fluir em uma direção contrária à direção de rotação do cilindro.

Além disso, a escova é girada na mesma direção daquela de rotação do cilindro contra a qual a escova confina; alternativamente, o gás vedante fluindo ao longo da periferia do cilindro é determinado para ter uma velocidade excedendo um valor absoluto de uma velocidade periférica do cilindro.

Efeitos da Invenção Um dispositivo de vedação para um fundidor de cilindros geminados de acordo com a invenção pode apresentar os seguintes excelentes efeitos e vantagens: (1) 0 fato do gás de vedação proveniente de cada um dos orifícios de saída ser guiado pelas primeira, segunda e terceira coifas cobrir o correspondente cilindro e escova para fluir em uma direção contrária à direção de rotação do cilindro pode suprimir o acompanhamento ou arraste do ar atmosférico para o rolo. (2) Quando a escova é girada na mesma direção daquela de rotação do correspondente cilindro ou do gás de vedação é ajustada para ter uma velocidade superior ao valor absoluto da velocidade periférica do cilindro, o acompanhamento do ar atmosférico para o cilindro pode ser adicional e efetivamente suprimido. (3) Assim, quando o espaço acima da poça de metal em fusão é alterado daquele com atmosfera de nitrogênio puro para aquele com atmosfera de nitrogênio contendo argônio, a periferia externa dos cilindros tem a sua temperatura baixada dentro de um período de tempo muito mais curto; quando o espaço alterado daquele da atmosfera de nitrogênio contendo argônio para aquela contendo nitrogênio puro, as periferias externas dos cilindros têm a sua temperatura elevada dentro de um período igualmente mais curto, para que tiras com espessuras diferentes possam ser efetivamente produzidas.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma vista esquemática mostrando um exemplo de uma unidade de fundição com cilindros geminados convencional; e A figura 2 é uma vista esquemática mostrando uma modalidade de um dispositivo de vedação para unidade de fundição com cilindros geminados de acordo com a invenção.

Explanação dos Numerais de Referência I cilindro coquilhado 4 peça de transição 6 poça de material em fusão 7 escova 8 saída 9 primeira coifa 10 segunda coifa II terceira coifa Modalidade Ideal de Realização da Invenção Uma modalidade da invenção passa a ser descrita em conjunção com os desenhos. A figura 2 mostra a modalidade de um dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados de acordo com a invenção no qual partes similares àquelas mostradas na figura 1 são representadas pelos mesmos numerais de referência. O dispositivo de vedação para a unidade de fundição com cilin--dros geminados compreende escovas cilíndricas girantes 7 se estendendo no sentido axial dos cilindros 1, orifícios de saída 8 para descarregar gás ' vedante 8 tal como nitrogênio puro ou nitrogênio contendo argônio, e primeira, segunda e terceira coifas 9, 10 e 11 associadas com cada um dos cilindros 1 para oferecer uma passagem de fluxo para o gás vedante S.

Cada uma das escovas 7 é disposta abaixo da peça de transição 4 para confinar contra uma periferia externa do correspondente cilindro 1 através da totalidade de sua extensão sobre um lado afastado de uma poça de metal em fusão 6 e é girável por um mecanismo acionador tal como um motor em uma mesma direção, quando visto axialmente, como aquela de rotação do cilindro 1 contra a qual o cilindro confina. O orifício de saída 8 é montado sobre um fundo da peça de transição de modo a ser posicionado imediatamente acima de cada um dos cilindros 1. A primeira coifa 9 é contígua com o fundo da peça de transição 4 e cobre a periferia externa e limites periféricos extremos do cilindro 1 entre a peça de transição 4 e a escova 7. A distância entre a primeira coifa 9 e a periferia externa do cilindro 1 é ajustada para ser de 5 a 10 mm. A segunda coifa 10 é contígua com a primeira coifa e circunda uma parte da escova 7 fora de contato com o cilindro 1 para cobrir uma parte de periferia externa adjacente e limites periféricos extremos do cilindro 1. A distância entre a segunda coifa 10 e a periferia externa da escova 7 é definida para ser de menos de 10 mm para que pós não possam penetrar no interior da primeira coifa 9 devido à rotação da escova 7. A terceira coifa 11 é contígua com a segunda coifa 10 e cobre a periferia externa e limites periféricos extremos do cilindro 1 abaixo da escova. A distância entre a terceira coifa 11 e a periferia externa do cilindro 1 e é estabelecida para ser substancialmente igual à distância acima mencionada entre a primeira coifa 9 e a periferia externa do cilindro 1 ou para ser equivalente a três vezes aquela distância. A terceira coifa 11 é prevista para ter uma extensão ao longo da periferia do cilindro 1 de 50 mm ou maior, para que o gás vedante S proveniente da saída 8 seja adaptado para preencher até uma parte de saída da terceira coifa 11 de modo a prevenir o ingresso de ar atmosférico no interior da terceira coifa 11. A soma da taxa de vazão do gás vedante S proveniente das duas saídas 8 é estabelecida de tal modo que uma velocidade do gás vedante S fluindo entre a primeira coifa 9 e o cilindro 1 exceda um valor absoluto de uma velocidade periférica (2 m/segundo) do cilindro 1.

Por exemplo, presumindo-se que a distância entre a primeira coifa 9 e a periferia externa do cilindro 1 (distância entre coifa e cilindro) seja de 10 mm, o comprimento do cilindro 1 sendo de 1350 mm, somando a taxa de vazão do gás de vedação S proveniente das duas saídas 8 (taxa de descarga de gás) sendo de 150 m3/minuto; então, a taxa de vazão do gás vedante S (taxa de vazão de gás) fluindo entre a primeira coifa 9 e o cilindro 1 é de cerca de 93 m/minuto como resultado da seguinte relação.

Taxa de vazão de gás = taxa de descarga de gás/número do cilindro x comprimento do cilindro x distância entre coifa e cilindro.

Especificamente, o gás vedante S proveniente da saída S é guiado pelas primeira, segunda e terceira coifas 9, 10 e 11 cobrindo o cilindro 1 e a escova 7 de modo a fluir com velocidade superior ao valor absoluto da velocidade periférica do cilindro 1 em uma direção contrária àquela de rotação do cilindro 1, a escova 7 em contato com o cilindro sendo girada em direção idêntica àquela de rotação do cilindro 1, para que o arraste de ar atmosférico para o cilindro 1 possa ser efetivamente suprimido.

Conseqüentemente, quando o espaço entre a poça 6 e a peça de transição 4 é alterado daquele com a atmosfera de nitrogênio puro para aquela com atmosfera de nitrogênio contendo argônio, a periferia externa do cilindro 1 tem a sua temperatura baixada em mais tempo mais curto do que antes; pelo contrário, quando o espaço entre a poça 6 e a peça de transição 4 é alterado daquele com a atmosfera de nitrogênio contendo argônio para aquela contendo nitrogênio puro, a periferia externa do cilindro 1 tem a sua temperatura aumentada em um período de tempo igualmente mais curto. Assim, tiras com diferentes espessuras podem ser eficientemente produzidas.

Deve ser compreendido que um dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados de acordo com a presente invenção não está limitado à modalidade de realização acima e que diversas variações e modificações podem ser introduzidas sem se afastar do âmbito da invenção.

Aplicabilidade Industrial Um dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados de acordo com a invenção é aplicável à produção não somente de tiras de aço, porém, também a várias outras tiras metálicas.

Claims (2)

1. Dispositivo de vedação para uma unidade de fundição de cilindros geminados, com uma peça de transição (4) posicionada acima de uma poça de metal em fusão (6), formada entre cilindros coquilhados (1), compreendendo escovas cilíndricas girantes (7) se estendendo no sentido axial dos cilindros (1) e cada uma confinada contra uma periferia externa do correspondente cilindro (1) através da totalidade de sua extensão axial sobre um lado afastado da poça (6) e abaixo da peça de transição (4), primeiras coifas (9) contíguas com a peça de transição (4) e cada uma cobrindo o correspondente cilindro (1) entre a peça de transição (4) e a escova (7) correspondente, caracterizado pelo fato de que segundas coifas (10) contíguas as ditas primeiras coifas (9) e cada uma circundando uma parte da escova (7) fora de contato com o cilindro (1), terceiras coifas (11) contíguas com as segundas coifas (10) e cada uma cobrindo o cilindro (1) abaixo da escova (7) e orifícios de saída (8) para alimentar gás vedante (S) entre a peça de transição (4) e os cilindros (1), de modo que o gás de vedação (S) fluindo entre a primeira coifa (9) e o cilindro (1) tem uma velocidade excedendo um valor absoluto de uma velocidade periférica do cilindro (1).

2. Dispositivo de vedação para uma unidade de fundição com cilindros geminados de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das escovas (7) é disposta para ser girada em uma mesma direção, olhando em uma direção do eixo geométrico das mesmas, daquela de rotação do cilindro (1) contra o qual a escova (7) confina.