ES2204374T3 - Boquilla de entrada sumergida refractaria para su utilizacion en la colada continua. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de revestimiento refractario que presenta una perforación interna (2) para el paso de metal fundido, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (1) que define por lo menos una parte de dicha perforación interna (2) y que presenta una longitud suficiente para permitir que uno de sus extremos sea sumergido en condiciones de funcionamiento normales y un segmento sustituible (11) que puede acoplarse, de manera operativa, con dicho extremo, que define medios que forman orificios de salida en comunicación de flujo con dicha perforación (2), presentando dicho segmento sustituible (11) un perfil interno adaptado para asegurar una regulación predeterminada del flujo de metal fundido desde el dispositivo, en el que el segmento sustituible (11) de la boquilla es retenido en el cuerpo (1) de la boquilla por un mecanismo de ajuste correcto.

Description

Boquilla de entrada sumergida refractaria para su utilización en la colada continua.

La presente invención se refiere a productos refractarios para su utilización en el vertido de los metales fundidos y, más particularmente, en dispositivos de conducción de entrada de tipo sumergido para protección de los metales fundidos, que fluyen bajo la acción de la gravedad desde un recipiente a otro, esto es, un dispositivo de revestimiento refractario. La especial característica de esta invención es que la geometría de salida de dicho dispositivo puede cambiarse para modificar y mejorar el control del flujo de metales fundidos a través del dispositivo, sin exponer la masa fundida procesada a riesgos adicionales de contaminación atmosférica.

Los dispositivos a los que se aplica la invención suelen ser del tipo mencionado como boquillas de entrada sumergidas (en lo sucesivo denominadas SEN) y la invención se describirá adicionalmente haciendo referencia a dichos dispositivos bien conocidos en el sector. En resumen, la función de la invención es proteger el metal fundido de la atmósfera a medida que pasa desde una etapa del proceso de colada a otra, es decir, desde un recipiente a recipiente o de un recipiente al molde de colada.

En funcionamiento normal, encierran la corriente de metal y penetran por debajo del nivel de metal en el recipiente o molde más bajo, permitiendo así que el metal fluya sin contacto con el entorno externo.

Cuando se combinan con una cubierta de molde de colada vidriado, aplicada a la superficie superior del metal en el molde, proporcionan un excelente medio para eliminar el riesgo de re-oxidación de cualesquiera constituyentes reactivos del metal resultante del contacto con el aire.

El flujo del metal fundido desde el dispositivo de boquillas SEN debe distribuir el metal de manera uniforme en el molde y reducir al mínimo los efectos de un flujo turbulento y las ondas de superficie, que pueden influir de manera desfavorable en la calidad del producto fundido.

Gran parte del trabajo está destinado a seleccionar la configuración óptima de perforación y orificio de salida, de manera que se adapten las características del flujo a la geometría del molde y régimen de colada.

Habida cuenta que la mayoría de las máquinas de colada deben fundir una amplia gama de calidades de acero y tamaños de producto a diferentes regímenes de colada, cada uno de los cuales tiene un requisito específico de flujo óptimo, la selección de una configuración de perforaciones y orificios de salida es inevitablemente un compromiso, especialmente en instalaciones en las que los cambios en el programa de pedido pueden dar como resultado una revisión de los criterios preferidos solamente poco antes de que se produzca la colada y después de que se haya ajustado el dispositivo de boquillas SEN y se hayan efectuado otras preparaciones del recipiente.

Aunque esta solución de compromiso proporciona una operación técnicamente aceptable, no satisfará las normas técnicas más estrictas para cada combinación de colada.

En una tentativa por aumentar la flexibilidad, se han desarrollado sistemas de entrada sumergida de dos componentes en donde la parte superior se establece dentro del recipiente como dotación normal, mientras que la parte sumergida inferior puede ofrecerse contra la boquilla de la parte superior en una etapa posterior, una vez que se hayan establecido las condiciones de colada requeridas. Se dispone de diversas configuraciones de juntas entre los dos componentes, pero todas tienen el riesgo de la aspiración de aire a través de esta junta, una vez que se ha iniciado la colada, lo que aumenta el riesgo de reoxidación, que es perjudicial para la calidad del acero. Las patentes FR-A- 2.767.082 y US-A-5.733.469 se refiere a boquillas del tipo mencionado, formadas por dos partes, una roscada a la otra.

Un objetivo de la presente invención es mantener la flexibilidad de ajuste de las características de flujo conseguidas a partir de un conjunto de boquillas de intercambio, lo más tarde posible en la secuencia operativa, una vez que se hayan establecido los parámetros precisos de la colada, sin aumentar el riesgo de la entrada de aire alcanzada por un conjunto SEN de una sola pieza convencional y para proporcionar una alternativa a la técnica anterior mencionada.

Así, según la presente invención, se proporciona un dispositivo de revestimiento protector refractario según la reivindicación 1.

El conjunto refractario de vertido sumergido puede proporcionarse como un conjunto para montaje que incluye una pluralidad de segmentos de boquillas extremos sumergidos intercambiables, que presentan diferentes magnitudes de perforación interior y diferencias en la configuración de orificios de salida, tal como ángulo de salida, y variaciones en composición, tal como el uso de combinaciones de materiales compuestos.

Una ventaja de esta disposición radica en que proporciona una flexibilidad de proceso mediante la capacidad para intercambiar segmentos de salida en respuesta a los requisitos de parámetros de procesos exactos, si bien la integridad del proceso de colada no se ve comprometida con respecto a la contaminación por entrada de aire, debido a que la junta entre la camisa protectora y el componente de salida está por debajo del nivel de escoria y por sí mismo se sumerge en metal fundido.

La forma en la que el producto refractario está montado para uso operativo puede conseguirse de varias maneras. Las piezas pueden formarse para tener piezas de conexión con superficies de acoplamiento ajustado, tal como teniendo previsto un resalte en una parte y un rebaje en la parte adyacente para proporcionar las superficies correspondientes de ajuste adecuado.

El producto refractario se considera como el más útilmente empleado en una boquilla de subentrada.

El diseño del dispositivo SEN continúa como estándar por debajo del nivel de inmersión. Los ajustes geométricos se consiguen cambiando segmentos que encajan dentro de la zona sumergida inferior y ofrece varias opciones de tamaños de perforación, ángulos de salida y combinaciones de materiales que pueden introducirse en la forma especialmente adaptada del cuerpo del dispositivo SEN inferior. Por este medio, puede establecerse el flujo de salida preferido y puesto que las juntas entre los dos componentes están sumergidas por debajo de la superficie metálica en el molde, no existe riesgo de entrada de aire para provocar reoxidación.

El segmento cambiable de la boquilla es retenido en el cuerpo de boquilla mediante un mecanismo de ajuste sin huelgo.

En una realización ventajosa, el segmento cambiable (sustituible) de la boquilla está provisto de un resalte que puede acoplarse en un rebaje correspondiente en el cuerpo de boquilla.

Como alternativa, el segmento intercambiable (sustituible) de la boquilla es retenido en el cuerpo de boquilla por un retén cerámico que pasa a través de las aberturas correspondientes en el cuerpo y el segmento sustituible de la boquilla.

El segmento intercambiable de la boquilla podrá estar provisto de un sumidero para modificar el flujo de metal fundido desde la boquilla.

En otra realización, las características de flujo deseadas pueden proporcionarse por la inclusión de segmentos múltiples dentro de la perforación de la boquilla.

Realizaciones de la presente invención se describirán ahora con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 en una vista en sección transversal de un SEN estándar;

La Figura 2 es una vista en sección transversal de un conjunto de vertido en inmersión adicional conocido;

La Figura 3 es una vista en sección transversal de un dispositivo refractario según un aspecto de la presente invención;

La Figura 4 es una vista en sección transversal a 90º respecto a la Figura 3;

La Figura 5 es una vista en sección transversal de un dispositivo refractario según otro aspecto de la presente invención y

La Figura 6 es una vista en sección transversal, en un ángulo de 90º, respecto a la Figura 5.

En la Figura 1, el dispositivo SEN comprende un cuerpo cerámico 1 que tiene una perforación interna 2 que está selectivamente en comunicación con el interior 3 de un recipiente superior 4 para el flujo de metal fundido desde el recipiente superior a un recipiente inferior o molde 6', durante el proceso de colada o vertido de metal fundido. Una banda 5 de material resistente al desgaste está provista alrededor de la superficie exterior del cuerpo de boquilla. La banda está provista en la zona del cuerpo de boquilla que está en contacto con la escoria 6 que se deposita sobre la superficie de metal fundido 6' en el recipiente inferior o molde. Los orificios de salida posterior 12 definen la forma como el metal fundido fluye por la perforación principal 2 en el recipiente inferior o molde 6'.

En la Figura 2, el conjunto de inmersión comprende dos partes. Una boquilla superior 1' está situada dentro del recipiente superior 4. Un elemento protector del vertido en inmersión 1 está insertado contra el resalte de la boquilla superior 1'.

El dispositivo de protección del vertido 1 presenta las mismas características que el dispositivo SEN de la figura 1, teniendo una perforación pasante 2, una banda inicial de escoria 5 resistente al desgaste y orificios 12 a través de los cuales el metal fundido fluye al recipiente inferior 6'. El uso de la boquilla superior, con la disposición del elemento de protección de la entrada en inmersión permite la elección de una configuración diferente de orificios y perforación SES para adaptarse a los requisitos de parámetros del proceso. La junta entre los dos componentes tiene, sin embargo, el riesgo de la aspiración de aire que lleva a una reducción en la calidad del producto fundido.

La figura 3 ilustra una primera realización de un dispositivo refractario según un aspecto de la presente invención.

La garganta superior del SEN, el cuerpo principal 1 y la banda de escoria 5 son según los diseños de la técnica anterior descritos con anterioridad. El segmento inferior 11 del dispositivo SEN que proporciona la perforación inferior 2' y los orificios de salida 12 y se retiene en el cuerpo principal mediante una conexión de ajuste sin huelgo, que comprende un resalte interno 7 en el extremo superior del segmento inferior 11 que se recibe en un rebaje 8 de un tamaño correspondiente en el cuerpo superior del dispositivo SEN 1. Como alternativa, el resalte puede disponerse en el cuerpo y el rebaje en la punta. Un retén cerámico 9 se pasa luego a través de las aberturas correspondientes 10 en el extremo del cuerpo 1 y el resalte 7 del segmento inferior 11.

El segmento inferior de la boquilla, ilustrado en la Figura 3, tiene dos orificios de salida 12 para desviación del flujo de metal fundido que pasa por debajo a través de la perforación inferior 2'. La geometría de los orificios de salida 12 puede variarse para modificar las características del flujo de metal fundido hacia el recipiente inferior o molde 6'.

Las Figuras 5 y 6 ilustran otra realización de la presente invención en la que un segmento 11 es rellenado dentro de la perforación inferior 2 del cuerpo de boquilla 1, que define el perfil de las superficies inferiores de los orificios de salida 12 e incluye un sumidero 13 para influir todavía más sobre las características del flujo de metal fundido que emerge desde los orificios 12, generando así un flujo de salida generalmente horizontal, que es más adecuado para formas de moldes más amplias.

El segmento 11 de las de las Figuras 5 y 6 está conectado al cuerpo principal 1 por un medio de bloqueo, que comprende uno o más retenes cerámicos 9 que pasan a través de las correspondientes aberturas 10 en el cuerpo principal y en la punta de la boquilla.

Cuando se conocen los requisitos exactos de la colada, puede seleccionarse el segmento inferior más adecuado y montarse en el conjunto de vertido de inmersión para proporcionar las características de flujo de acero requeridas por medio del diseño geométrico de la punta y el material óptimo compatible con el riesgo de la colada, por ejemplo, alta resistencia a la corrosión para la calidad tratada con alto contenido de O_{2} ó C_{a} o libre de C con características anti-oclusión para calidades desoxidadas con Al.

En ambas versiones descritas, el diseño del conjunto de vertido en inmersión permanece como estándar para debajo del nivel de inmersión. Los ajustes geométricos se consiguen cambiando segmentos que encajan dentro de la zona inferior sumergida y ofrecen diversas opciones de tamaños de la perforación, ángulos de salida y combinaciones de material que pueden introducirse en la forma especialmente adaptada del cuerpo inferior del dispositivo SEN.

Por este medio, se puede establecer el flujo de salida preferido y puesto que las juntas entre los dos componentes están sumergidas por debajo de la superficie de metal en el molde, no existe riesgo de entrada de aire que produzca su reoxidación.

Claims (4)

1. Dispositivo de revestimiento refractario que presenta una perforación interna (2) para el paso de metal fundido, comprendiendo dicho dispositivo un cuerpo (1) que define por lo menos una parte de dicha perforación interna (2) y que presenta una longitud suficiente para permitir que uno de sus extremos sea sumergido en condiciones de funcionamiento normales y un segmento sustituible (11) que puede acoplarse, de manera operativa, con dicho extremo, que define medios que forman orificios de salida en comunicación de flujo con dicha perforación (2), presentando dicho segmento sustituible (11) un perfil interno adaptado para asegurar una regulación predeterminada del flujo de metal fundido desde el dispositivo, en el que el segmento sustituible (11) de la boquilla es retenido en el cuerpo (1) de la boquilla por un mecanismo de ajuste correcto.

2. Dispositivo de recubrimiento refractario según la reivindicación 1, en el que el segmento sustituible (11) de la boquilla está provisto de un sumidero (13) destinado a modificar el flujo de metal fundido procedente de la boquilla.

3. Dispositivo de recubrimiento refractario según la reivindicación 1, en el que el segmento sustituible (11) de la boquilla está provisto de un resalte (7) que puede acoplarse en un rebaje correspondiente (8) en el cuerpo (1) de la boquilla.

4. Dispositivo de recubrimiento refractario según la reivindicación 1 ó 2, en el que el segmento sustituible (11) de la boquilla se retiene en el cuerpo (1) de boquilla por un elemento de retención de cerámica (9) que pasa a través de las aberturas correspondientes (10) en el cuerpo (1) y el segmento sustituible (11) de la boquilla.