ES2201981T3 - Bloque ceramico refractario de soplado de gas. - Google Patents
Bloque ceramico refractario de soplado de gas.Info
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Abstract
Bloque cerámico refractario de soplado de gas (10), que presenta las siguientes características 1.1 por lo menos un bloque cerámico (12) con porosidad no orientada que se extiende desde un extremo (12u) en el lado de aportación del gas hasta una superficie frontal (10s) en el lado de salida del gas del bloque de soplado de gas (10), 1.2 un material cerámico hermético al gas (20), que envuelve el bloque cerámico (12) por lo menos en el área de su superficie periférica (12l, 12r, 12h, 12t), y además 1.3 en el área de la superficie-límite entre el bloque cerámico (12) y el material cerámico hermético al gas (20) y/o dentro del bloque cerámico (12) se halla configurado por lo menos un canal de gas (22) en forma de ranura, que se extiende desde un extremo en el lado de la aportación del gas (12u) hasta la superficie frontal del lado de la salida del gas (10s) del bloque de soplado de gas (10).
Description
Bloque cerámico refractario de soplado de
gas.
La presente invención se refiere a un bloque
cerámico refractario de soplado de gas, como es conocido desde hace
tiempo en la metalurgia secundaria.
Los bloques de soplado de gas de este tipo se
aplican por lo general en la pared o en el fondo del recipiente
para el tratamiento metalúrgico y aquí, la mayoría de las veces
mediante un bloque perforado. La publicación
"Radex-Rundschau" 1987, 288 facilita un
resumen acerca de diferentes formas de configuración de bloques de
soplado de gas de este tipo. Según esta publicación, los
dispositivos de soplado de gas se pueden clasificar especialmente
en aquellos con la llamada porosidad orientada y aquellos con la
llamada porosidad no orientada.
Los objetivos del soplado de gas, por ejemplo en
una cuchara de colada de acero, son especialmente una rápida
compensación de la temperatura y la concentración del baño de acero
y su limpieza. Particularmente, por mediación de la corriente de
gas, las inclusiones no metálicas deben desplazarse más rápidamente
hacia la escoria que flota sobre el baño de fusión. Para la
homogeneización del baño de acero se exige un elevado caudal de gas,
que se puede conseguir, de la manera más económica, mediante
bloques de soplado de gas que presenten una porosidad orientada. En
este caso la porosidad orientada puede conseguirse mediante canales
de gas con sección circular o canales de gas con sección en forma de
ranura. Para impedir una infiltración del metal fundido hay que
prestar atención a que los canales de gas con sección circular
presenten preferentemente un diámetro < 1 mm y los canales con
sección ranurada, asimismo y preferentemente, una anchura máxima
< 1 mm. En este caso, la longitud de las ranuras por las que
sale el gas es de una importancia secundaria.
La mejor manera de efectuar la limpieza del baño
de acero es mediante una pluralidad de pequeñas burbujas de gas con
una presión reducida. En este caso, un bloque de soplado de gas con
porosidad no orientada ofrece ventajas frente a un bloque de soplado
con porosidad orientada.
En caso de una infiltración del baño de metal
fundido, un bloque de soplado con porosidad no orientada adolece
del inconveniente de que, en caso de que el metal fundido se haya
solidificado, sólo puede ser puesto de nuevo en servicio con
reservas. En todo caso es necesaria a este efecto una considerable
presión del gas, que como resultado conduce a que la zona obstruida
por infiltración se desprenda por desconchado. Con esto se aumenta
drásticamente el desgaste del bloque de soplado de gas.
Por el documento EP 0.577.873 B1 es conocido un
bloque de soplado de gas que está formado por dos materiales
refractarios diferentes, herméticos al gas, y en el que un sector
envuelve al otro y en el sector interior se hallan configurados unos
canales de gas para la conducción de gas. Además, en la publicación
"Radex-Rundschau" 1987/número 1, figura 4, se
halla representada la configuración de bloques de soplado gas con
porosidad orientada o no dirigida, respectivamente.
La presente invención se basa en el objetivo de
proporcionar un bloque de soplado de gas de esta clase, con el que
sea posible una buena limpieza del baño de acero, que muestre un
desgaste lo más reducido posible y que permita una buena
homogeneización del baño de acero.
La idea fundamental de la presente invención
consiste en combinar las ventajas anteriormente descritas de un
bloque de soplado de gas con porosidad no orientada, con las
ventajas de un bloque de soplado de gas con porosidad orientada. En
este sentido, la presente invención se basa en el conocimiento de
estructurar un bloque de soplado de gas de tal manera que permita
la conducción de gas a alta presión a través de secciones con
porosidad orientada y, a través de segmentos con porosidad no
orientada fraccione la corriente de gas en numerosas pequeñas
burbujas de gas que fomenten la limpieza del baño de acero.
Debido a que la combinación de porosidad
orientada y no orientada dentro de un bloque de soplado de gas
plantea sin embargo dificultades técnicas de fabricación, la
presente invención propone de manera concreta, en su forma de
realización más general, una estructuración modificada, que se
distingue por las siguientes características:
- \bullet
- por lo menos un bloque cerámico con porosidad no orientada, que se extiende desde el extremo en el lado de entrada del gas hasta la superficie frontal del lado de salida del gas del bloque de soplado de gas,
- \bullet
- un material cerámico hermético al gas, que rodea al bloque cerámico por lo menos en el área superficial de su periferia, para lo cual
- \bullet
- en el área de la superficie límite entre el bloque cerámico y el material cerámico hermético al gas y/o dentro del bloque cerámico se halla configurado por lo menos un canal de gas que se extiende desde el extremo en el lado de entrada del gas hasta la superficie frontal del lado de salida del gas del bloque de soplado de gas.
En la forma de realización primeramente
mencionada, el bloque cerámico (con porosidad no orientada) puede
ser de una sola pieza. En la siguiente confección se le recubre de
un material combustible a lo largo de por lo menos una parte de su
superficie periférica (preferentemente sobre toda su altura) y a
continuación se le envuelve por su periferia con un material
cerámico hermético al gas.
Aquí el material cerámico hermético al gas puede
consistir en una masa monolítica que, por ejemplo, se introduzca
llenando un espacio anular entre un molde y el bloque cerámico;
pero asimismo es también posible, configurar el material cerámico
hermético al gas a partir de una pieza moldeada previamente
confeccionada, que se colocará encima del bloque cerámico.
El material combustible puede ser, por ejemplo,
una tira pelicular, por ejemplo, una cinta o una lámina
adhesivas.
En la posterior cocción del bloque de soplado de
gas esta pieza se quema completamente y crea un canal de gas en
forma de ranura (es decir, una porosidad orientada) en el área de
la superficie-límite entre el bloque cerámico y el
material envolvente hermético al gas.
Es evidente que se pueden disponer varias tiras
consumibles de este tipo distanciadas entre sí en el área de la
superficie-límite entre el bloque cerámico y el
material cerámico hermético al gas. En todo caso, la colocación
tiene que tener lugar de tal forma que las tiras finalicen en el
área de la superficie frontal del lado de salida del gas del bloque
de soplado de gas, para permitir una aportación de gas a un baño de
metal fundido. Por otra parte, el otro extremo tiene que estar
configurado de tal forma que pueda aplicarse gas a presión.
En la siguiente descripción se ofrecerá un
ejemplo a este efecto.
En la segunda forma de realización del bloque
cerámico, éste se configura partido en la dirección de aportación
del gas, disponiendo por lo menos un canal de gas entre secciones
superficiales correspondientes de elementos adyacentes del bloque
cerámico.
A este objeto puede configurarse con por lo menos
un canal de gas a través de por lo menos una cavidad acanalada en
por lo menos uno de las secciones superficiales correspondientes de
secciones adyacentes del bloque cerámico. Dispositivos de soplado
de este tipo son básicamente conocidos, como los llamados bloques de
soplado ranurados, en los que las partes individuales del bloque
cerámico -aparte de las mencionadas ranuras- están sin embargo
compuestas de un material hermético al gas, mientras que de acuerdo
con la presente invención están configuradas con porosidad no
orientada.
La forma de la sección transversal del bloque de
soplado de gas y/o del bloque cerámico puede ser básicamente
cualquiera. Sin embargo, por razones técnicas de montaje, en las
décadas pasadas se ha puesto de manifiesto como ventajosa una forma
de cono truncado para el bloque de soplado de gas.
Independientemente de ello, según una forma de realización, el
bloque cerámico puede presentar una sección transversal
rectangular.
Con una forma de realización partida del bloque
cerámico, éste está compuesto en consecuencia por por lo menos dos,
pero por ejemplo también tres o cuatro "placas", y dichos
canales en forma de ranura están configurados en cada caso entre las
secciones superficiales correspondientes de secciones adyacentes
del bloque cerámico.
Para mantener con seguridad el bloque cerámico
dentro de su envoltura hermética al gas, otra forma de realización
de la presente invención prevé configurar el bloque cerámico de tal
modo que su sección transversal, por ejemplo sección transversal
rectangular, se vaya reduciendo desde el extremo de aportación del
gas hasta la superficie frontal del lado de salida del gas del
bloque de soplado de gas.
Junto a dicha configuración de uno o varios
canales en forma de ranura, dispuestos distanciados entre sí, en el
área de la superficie-límite entre el bloque
cerámico y el material envolvente hermético al gas, se puede también
recubrir toda la superficie periférica del bloque cerámico con una
tira delgada de un material combustible que posteriormente (con
ocasión de la cocción) se quema completamente y crea así una ranura
circunferencial para el gas entre el bloque cerámico y el material
hermético al gas.
Con una superficie de la sección transversal del
bloque cerámico, que se va estrechando en dirección al extremo de
salida del gas, también en la forma de realización últimamente
mencionada, este bloque cerámico será mantenido con seguridad dentro
de la envoltura hermética al gas.
Un complemento de esta forma de realización prevé
depositar el bloque cerámico sobre una pieza cerámica inserta con
porosidad no orientada u orientada, y la pieza cerámica inserta y
el bloque cerámico pueden presentar una geometría diferente de la
sección transversal y/o una superficie diferente de la sección
transversal. Según la forma de realización, el bloque cerámico es
sostenido adicionalmente de esta manera por el material cerámico
hermético al gas que lo sostiene por su parte inferior.
Con el ejemplo de realización anteriormente
mencionado, con una pieza cerámica inserta debajo del bloque
cerámico existe la ventaja adicional de una indicación del grueso
residual del bloque de soplado de gas. Si el bloque cerámico está
desgastado hasta el área de la pieza inserta esto se puede
reconocer a simple vista a causa de la diferente geometría o
diferente superficie de la sección transversal de la pieza inserta
que entonces es exclusivamente la que realiza el soplado de
gas.
El bloque cerámico se puede extender aquí hasta
por lo menos dos tercios de la altura total del bloque de soplado
de gas.
Tanto el bloque cerámico como dicha pieza
cerámica inserta pueden ser de cualquier material refractario, por
ejemplo de una masa no básica.
El dispositivo de soplado de gas descrito
presenta las siguientes ventajas:
Por una parte, se alcanza un mayor caudal
circulante de gas a través de la porosidad orientada (los canales
de gas, ranuras para el gas) y, por otra parte, a través de la
porosidad no orientada del bloque cerámico se puede alcanzar una
ventajosa formación de burbujas de gas.
Debido a que la envoltura hermética al gas, que
rodea el bloque poroso y eventualmente la pieza inserta, ejerce un
efecto de apoyo sobre el bloque poroso/pieza inserta, el desgaste,
particularmente del bloque poroso, será entonces también pequeño si
se produjera una infiltración de metal fundido, que tiene que
desprenderse por desconchado logrado mediante un aumento de la
presión del gas (como arriba descrito).
A causa de la diferente tendencia a la
infiltración del bloque cerámico con porosidad no orientada y/o de
las ranuras para gas formadas dentro del bloque cerámico y/o en la
zona limítrofe con el material de envoltura, por regla general, ni
los poros no orientados ni las ranuras para el gas resultan
infiltrados, de tal forma que, normalmente, después de una
interrupción, por lo menos un sector del soplado de gas puede
activarse nuevamente sin demora.
Si después de una interrupción se empieza a
soplar a través de la ranura, las infiltraciones en el área del
bloque cerámico pueden expulsarse lentamente mediante soplado, de
manera que eventuales desprendimientos (un desgaste), o bien se
pueden evitar del todo o por lo menos disminuirse.
La masa hermética que envuelve el bloque
cerámico, que puede estar constituida, por ejemplo, por hormigón
refractario, impide al mismo tiempo un desgaste prematuro de una
pertinente superficie interior de un bloque perforado en la que se
coloca el bloque de soplado de gas, ya que protege como un manguito
dicho bloque perforado.
Otras características de la presente invención
resultan de las características de las reivindicaciones
subordinadas así como de los demás documentos de la solicitud.
A continuación se explica más detalladamente la
presente invención, sobre la base de diferentes ejemplos de
realización. Para ello, los dibujos ilustran - en cada caso en
representación esquemática:
la Figura 1: una vista en sección longitudinal a
través de un bloque de soplado de gas conforme a la presente
invención,
la Figura 2: una vista en sección horizontal a
lo largo del plano 2-2 según la figura 1,
la Figura 3: una vista en sección horizontal a lo
largo del plano 2-2 según la figura 1, para otra
forma de realización,
la Figura 4: una vista en sección horizontal a lo
largo del plano 2-2 según la figura 1, para una
tercera forma de realización.
En las figuras, los componentes iguales o que
producen efectos equivalentes están representados con los mismos
números de referencia.
El número de referencia 10 según la figura 1
designa un bloque de soplado de gas en su totalidad. Este consiste
en un bloque cerámico 12 con porosidad no orientada, que se
extiende hacia abajo desde la superficie frontal superior 10s del
bloque de soplado de gas 10 a través de aproximadamente dos tercios
de la altura total del bloque de soplado de gas 10 y al mismo
tiempo aumenta en su sección transversal. En su extremo inferior 12u
el bloque cerámico 12 descansa sobre una pieza cerámica inserta 14
con porosidad no orientada, que discurre hasta la superficie
frontal inferior 10u del bloque de soplado de gas 10, y que está
cubierta por una chapa metálica 16 que presenta una abertura central
16o en la que desemboca un conducto de aportación de gas 18, que
está soldado a la chapa del fondo 16.
Tanto el bloque cerámico 12 como también la pieza
cerámica inserta 14 están envueltos por un material hermético al
gas 20, que se extiende desde el extremo inferior 10u hasta la
superficie frontal superior 10s del bloque de soplado de gas 10.
El gas introducido a través del conducto de
aportación de gas 18, circula a través del bloque de soplado de gas
10 por la pieza porosa inserta 14 y el bloque cerámico 12, como se
describe a continuación.
Según la figura 2, el bloque cerámico 12 con
porosidad no orientada posee una sección transversal cuadrada. En
el área de dos superficies exteriores opuestas 12r, 12l, es decir,
en el área de las superficies-límite entre el bloque
cerámico 12 y el material hermético al gas 20, se halla configurada
en cada caso una ranura de aproximadamente 0,5 mm de ancho, que se
extiende a través de toda la altura del bloque cerámico 12.
Para la formación de las ranuras 22, al fabricar
el bloque de soplado de gas 10 se adhirieron unas tiras adhesivas
sobre las superficies exteriores 12r, 12l del bloque cerámico 12, y
a continuación se vertió sobre este el material cerámico hermético
al gas 20. En el siguiente tratamiento térmico del bloque de
soplado de gas las cintas adhesivas se quemaron del todo, con la
consiguiente formación de las mencionadas ranuras 22.
La figura 2 muestra respectivamente, que el
bloque de soplado de gas 10, junto a una porosidad no orientada en
el área del cuerpo 12 está configurado con porosidad orientada
(ranuras para gas 22) en el área de la
superficie-límite entre el bloque 12 y el material
hermético al gas 20.
En el ejemplo de realización según la figura 3,
el bloque cerámico 12 está compuesto por tres secciones 12.1, 12.2,
12.3 que con sus superficies correspondientes están situadas unas
frente a otras y en conjunto presentan nuevamente una superficie
cuadrada de su sección transversal. Las secciones 12.1 y 12.2 están
configuradas a lo largo de sus superficies colindantes con las
secciones adyacentes 12.2, 12.3 con unas escotaduras en forma de
ranura, que junto con las superficies correspondientes de las
secciones 12.2, 12.3 representan ranuras para gas 22 en el sentido
de una porosidad orientada.
En las áreas de las
superficies-límite entre todas las secciones
superficiales 12h, 12t, 12l, 12r del bloque cerámico 12 y el
material envolvente hermético al gas 20 se forman nuevamente unos
canales (adicionales) 22 en forma de ranura, que en contraposición
al ejemplo de realización según la figura 2 no se extienden por
toda la anchura de la superficie correspondiente 12h, 12t, 12l, 12r
sino solamente sobre un sector parcial. La realización de estas
ranuras 22 puede efectuarse de manera análoga al ejemplo de
realización según la figura 2.
La figura 4 muestra una forma de realización
ligeramente modificada, según la cual el bloque cerámico 12 está
compuesto por dos secciones 12.1, 12.2, que están configuradas como
las secciones 12.1, 12.2 según la figura 3. Es decir, también aquí
discurren canales para soplado 22, en forma de ranura, entre los
secciones superficiales correspondientes de las secciones 12.1,
12.2.
Adicionalmente -de manera análoga a la figura 3-
se pueden reconocer otros canales para soplado 22 a lo largo de los
secciones superficiales 12h, 12t del bloque 12. Sobre los restantes
secciones superficiales 12l, 12r del bloque 12 discurren asimismo
unos canales para soplado 22, en forma de ranura, que sin embargo
-análogamente a la figura 2- se extienden a través de toda la
anchura del sector superficial 12l, respectivamente 12r.
La pieza cerámica inserta 14, representada en la
figura 1, presenta una forma de cono truncado, es decir, una vista
en sección transversal circular, de tal forma que se puede utilizar
como indicación del grueso residual, como se ha observado
anteriormente.
La aportación de gas en una colada metalúrgica
tiene lugar, en todas las formas de realización, por el conducto de
aportación de gas 18 a través de la pieza cerámica inserta 14 así
como de los poros no orientados del bloque cerámico 12, así como
también, respectivamente, por las ranuras 22 que discurren
alrededor del bloque cerámico 12.
Con plena carga de gas puede producirse un
enfriamiento y ligera contracción del material refractario
adyacente, lo cual tiene el efecto secundario positivo de un
pequeño agrandamiento de las ranuras, que con una presión reducida
del gas o una interrupción de la aportación de gas, respectivamente
(y calentamiento paralelo del material refractario) desaparecerá
otra vez. Con ello, del efecto antes descrito no se deriva ningún
inconveniente con relación al peligro de infiltración, por el
contrario, éste disminuye adicionalmente.
Claims (11)
1. Bloque cerámico refractario de soplado de gas
(10), que presenta las siguientes características
- 1.1
- por lo menos un bloque cerámico (12) con porosidad no orientada que se extiende desde un extremo (12u) en el lado de aportación del gas hasta una superficie frontal (10s) en el lado de salida del gas del bloque de soplado de gas (10),
- 1.2
- un material cerámico hermético al gas (20), que envuelve el bloque cerámico (12) por lo menos en el área de su superficie periférica (12l, 12r, 12h, 12t), y además
- 1.3
- en el área de la superficie-límite entre el bloque cerámico (12) y el material cerámico hermético al gas (20) y/o dentro del bloque cerámico (12) se halla configurado por lo menos un canal de gas (22) en forma de ranura, que se extiende desde un extremo en el lado de la aportación del gas (12u) hasta la superficie frontal del lado de la salida del gas (10s) del bloque de soplado de gas (10).
2. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el bloque cerámico (12) está
configurado partido en la dirección de entrada del gas y en el que
por lo menos se halla configurado un canal de gas (22) entre las
secciones superficiales correspondientes de las secciones
adyacentes (12.1, 12.2, 12.3) del bloque cerámico (12).
3. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 2, en el que se halla configurado por lo menos un
canal de gas (22) a través de por lo menos una concavidad de forma
acanalada en por lo menos un sector superficial correspondiente de
secciones adyacentes (12.1, 12.2, 12.3) del bloque cerámico
(12).
4. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el bloque cerámico (12) presenta una
sección transversal rectangular.
5. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que las secciones transversales
rectangulares del bloque cerámico (12) van disminuyendo desde su
extremo en el lado de aportación del gas (12u) hacia la superficie
frontal (10s) del lado de la salida del gas del bloque de soplado
de gas (10).
6. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el canal de gas (22) que discurre por
el área de la superficie-límite entre el bloque
cerámico (12) y el material hermético al gas (20) se extiende
alrededor de la totalidad del bloque cerámico 12.
7. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el bloque cerámico (12) descansa sobre
una pieza cerámica inserta (14) de porosidad no orientada u
orientada, y además la pieza cerámica inserta (14) y el bloque
cerámico (12) presentan una geometría distinta en su sección
transversal.
8. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 7, en el que la pieza cerámica inserta (14) y el
bloque cerámico (12) presentan un área de sección transversal
distinta.
9. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el material cerámico hermético al gas
(20) es un material vertido o apisonado.
10. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el material cerámico hermético al gas
(20) está constituido por un componente moldeado.
11. Bloque de soplado de gas según la
reivindicación 1, en el que el bloque cerámico (12) se extiende por
lo menos a través de dos tercios de la altura total del bloque de
soplado de gas (10).
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