ES2212614T3 - Tobera refractaria. - Google Patents

Abstract

Una tobera refractaria que comprende miembros superior e por el fondo, teniendo el miembro superior un ánima axial que comprende una boca en su extremo superior, un ánima cónica, y una sección de diámetro ampliado en su extremo por el fondo, y teniendo el miembro por el fondo un accesorio superior dentro de la sección ampliada, y un ánima cónica cuyo extremo superior se adapta para coincidir con el fondo del ánima cónica del miembro superior.

Description

Tobera refractaria.

Esta invención está relacionada con una tobera refractaria para su utilización en una vasija metalúrgica tal como una cuchara con chorro por el fondo de colada o con una caja de moldeo.

En los dispositivos de fundiciones tales como las cucharas con chorro por el fondo de colada, las cajas de moldeo y similares se utilizan extensivamente para verter el metal fundido en los moldes; estos dispositivos, los cuales serán referidos como sencillamente cucharas, están provistos con una tobera refractaria en su parte por el fondo. El flujo del metal fundido a través de la tobera está controlado por un tapón refractario en el interior de la cuchara, en la que el tapón es desplazado dentro y fuera de la abertura de la tobera.

Para un molde dado, existe un diámetro correcto de salida de la tobera y solo un rango pequeño de velocidad del flujo adecuadas del metal hacia el interior del molde, ya que una velocidad demasiado alta del flujo podría dañar el molde, mientras que una velocidad demasiado baja podría dar lugar a una fundición no satisfactoria. La velocidad máxima del flujo del metal a través de la tobera está determinada por el diámetro de salida de la tobera, y por la profundidad o presión ferrostática del metal en la cuchara, y que disminuye conforme disminuye la presión del metal. Así pues, pueden surgir problemas cuando, como es normal, se tiene que verter en varios moldes distintos desde una única cuchara, en que la velocidad del flujo es la apropiada para el primer molde, pero siendo demasiado pequeña para los últimos moldes.

Una solución adoptada comúnmente para este problema es utilizar una tobera que esté sobredimensionada para los vertidos iniciales y controlar el flujo por los medios del tapón. Esta práctica no es totalmente satisfactoria, ya que el uso de toberas sobredimensionadas tiende a producir funciones no satisfactorias conforme se produce la aceleración indebida del flujo del metal por el tapón.

Es un objeto de la presente invención solucionar o mitigar estos problemas.

La presente invención es una tobera refractaria que comprende unos miembros superior e por el fondo, teniendo el miembro superior un ánima axial que comprende una boca en su extremo superior, un ánima cónica, y una sección de diámetro ampliado en su extremo por el fondo, y teniendo el miembro por el fondo un accesorio superior dentro de la sección ampliada, y un ánima cónica cuyo extremo superior se adapta para coincidir con el fondo del ánima cónica del miembro superior.

La presente invención es también una vasija metalúrgica de chorro por el fondo de metal fundido, que tiene un agujero en su parte por el fondo, una tobera según lo definido en el último párrafo anterior, y medios para asegurar de la tobera en su posición en el agujero.

Se describirá a continuación una realización de la presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista en sección transversal a través del fondo de una cuchara de chorro por el fondo de colada que tiene una tobera refractaria de acuerdo con la presente invención,

las figuras 2 y 3 son respectivamente una vista en sección transversal y una vista en perspectiva de un miembro refractario superior utilizado en la tobera de la figura 1; y

las figuras 4 y 5 son respectivamente una vista en alzado en sección transversal y una vista en perspectiva de un miembro refractario por el fondo utilizado en la tobera de la figura 1.

Con referencia ahora a la figura 1, que es una vasija metalúrgica, en esta realización una cuchara de colada por el fondo 10, comprende un caparazón 12 exterior de acero, con un revestimiento 14 de material refractario. En el fondo de la cuchara se encuentra un agujero 16 a través del revestimiento 14 y del caparazón 12, en el que el agujero 16 se incrementa en su diámetro conforme pasa desde el interior del revestimiento 14 hasta el exterior del caparazón 12. El agujero 12 está provisto para localizar la tobera a través de la cual pueden ser descargado el contenido de la cuchara 10. Asociado con la cuchara se encuentra un tapón refractario 18. La cuchara 10, en cuanto a lo expuesto hasta ahora, es esencialmente una unidad estándar.

En esta realización de la presente invención, la tobera de descarga comprende los miembros refractarios superior e por el fondo 20 y 22, tal como se muestran en las figuras 2 y 3, y las figuras 4 y 5, respectivamente. El miembro refractario superior 20 tiene una longitud axial que es mayor que la longitud del agujero 16, y una superficie externa 24 que se incrementa en el diámetro desde la parte superior a la por el fondo, para coincidir con la superficie del agujero 16. Tal como se observa mejor en la figura 2, el miembro 20 tiene un ánima axial que tiene tres secciones, es decir: una boca 30, un ánima cónica 32, y una sección 34 de diámetro constante.

La boca 30 actúa como un área de asentamiento para el tapón 18 y está conformada para proporcionar una transición suave desde la cara extrema superior 36 del miembro 20 hasta el ánima cónica 32. La sección 34 tiene un diámetro mayor que el correspondiente al extremo por el fondo del ánima 32, y la transición entre los dos es una superficie anular 38. En el fondo del miembro 20 se encuentra una superficie extrema anular 39.

El miembro refractario por el fondo 22 tiene una superficie exterior escalonada en dos secciones, una sección superior 40 de diámetro uniforme y, en el fondo, una pequeña sección 42 de diámetro menor, siendo la transición entre las dos secciones de nuevo una superficie anular o resalte 44. El miembro 22 tiene un ánima cónica 46, una superficie extrema anular superior 48, y una superficie extrema anular por el fondo 50.

Tal como se observa en la figura 1, los miembros refractarios 20 y 22 encajan conjuntamente en el agujero 16, en el que la superficie exterior 24 del miembro superior se acopla a la superficie del agujero 16, y el miembro por el fondo 22 encajando dentro de la sección de diámetro constante 34 del miembro superior. Se encuentra situada una junta 52 entre la superficie extrema superior 48 del miembro por el fondo 22 y la superficie anular 38 del miembro superior 20. Las ánimas cónicas en los dos miembros se unen entonces sin ninguna transición que pudiera alterar el flujo suave del metal.

En el fondo de la cuchara 10 se encuentran provistos tres pilares 56 en una configuración triangular, siendo cada uno de los pilares 56 de forma rectangular en la sección transversal, y teniendo una ranura 58 que pasa a través de las mismas, siendo las ranuras alargadas en la dirección vertical. En esta realización, la superficie 60 en el fondo de cada ranura 56 está inclinada a través de la ranura para proporcionar una superficie en rampa.

La placa de retención 66 se extiende a través del fondo de la cuchara, y tiene tres agujeros que permiten que los tres pilares 56 pasen a través de la placa 66. La placa 66 tiene un agujero central 68, cuyo diámetro es intermedio con respecto a las superficies exteriores de los miembros 22 y 24, de forma que el miembro 24 pueda pasar libremente a través del agujero 68, mientras que el área anular alrededor de la periferia del agujero 68 se acopla a la superficie extrema por el fondo 39 del miembro superior 20.

Asociados con la placa de retención se encuentran las cuñas (no mostradas) que pasan dentro de las ranuras 58 en la parte por el fondo de la placa de retención 66, y que cooperan con las superficies en rampa 60, para forzar el miembro superior 20 con seguridad en posición en el agujero 16.

La placa de retención 66 está provista además en su superficie por el fondo con varios resaltes cónicos 78, en número de dos en esta realización, que se acoplan a los pernos 80. Entre el fondo de cada resalte 78 y la cabeza de su perno asociado 80 se encuentra un resorte 82 rodeado de un blindaje 84, que actúa para proteger el roscado del perno de las salpicaduras.

La placa por el fondo 86 tiene dos agujeros encastrados, permitiendo cada uno que el vástago de un perno pueda pasar a su través, pero no el resorte 82, el blindaje 84, o la cabeza del perno. Las cabezas de los pernos comprimen los resortes contra la superficie por el fondo de la placa 86, para retener la placa en posición. El agujero central 90 en la placa 86 tiene un diámetro intermedio entre los diámetros de las partes 40 y 42 del miembro por el fondo 22, de forma que la superficie extrema 50 del miembro 42 esté acoplada por un área anular que rodea el agujero 90.

Durante la utilización, conforme se aprietan los pernos 80, la junta 90 se comprime entre los miembros por el fondo y superior para sellar herméticamente la unión entre los mismos. La junta asegura también que los miembros no se peguen entre sí.

Esta configuración permite que el miembro por el fondo 22 pueda cambiarse por otro miembro 22 que tenga una abertura de salida más pequeña, y por tanto una velocidad de flujo distinta. Se comprenderá que la conicidad del ánima del miembro por el fondo es siempre la misma que la conicidad del ánima del miembro superior, consiguiéndose así distintas aberturas de salida mediante la variación de la longitud del miembro por el fondo. Puesto que el miembro por el fondo 22 se acopla dentro del miembro superior 20, se evitan gran parte de los problemas de espacio libre sobre los moldes estáticos.

Se ha encontrado que con un ánima cónica a través de ambos miembros superior e por el fondo, que la velocidad del flujo está menos afectada por los cambios en la presión ferrostática, y que el ánima de la tobera se autolimpia. Otras ventajas principales de la tobera de la presente invención son que los miembros superior e por el fondo pueden estar hechos de materiales distintos para acoplarse mejor a sus condiciones operativas respectivas, y pudiendo evitar el problema común de los depósitos en la parte por el fondo de la tobera, sencillamente mediante el reemplazo según sea necesario del miembro por el fondo 22.

Los resortes 82 compensan la dilatación térmica de los pernos, y los blindajes 84 protegen las roscas de los pernos contra la contaminación.

Claims (9)

1. Una tobera refractaria que comprende miembros superior e por el fondo, teniendo el miembro superior un ánima axial que comprende una boca en su extremo superior, un ánima cónica, y una sección de diámetro ampliado en su extremo por el fondo, y teniendo el miembro por el fondo un accesorio superior dentro de la sección ampliada, y un ánima cónica cuyo extremo superior se adapta para coincidir con el fondo del ánima cónica del miembro superior.

2. Una tobera según la reivindicación 1, en la que una junta está situada entre la superficie extrema superior del miembro por el fondo y el miembro superior.

3. Una tobera según la reivindicación 1 ó 2, en la que la superficie exterior del miembro superior se ensancha desde la parte superior a la por el fondo.

4. Una tobera según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el miembro por el fondo tiene un resalte externo en su extremo por el fondo.

5. Una vasija metalúrgica de colada por el fondo que tiene un agujero en su fondo, una tobera según cualquier reivindicación y medios para asegurar la tobera en posición en el agujero.

6. Una vasija según la reivindicación 5, en la que los mencionados medios comprenden una placa de retención asegurada al fondo de la cuchara, y que se aplica al fondo del miembro superior.

7. Una vasija según la reivindicación 6, en la que los mencionados medios incluyen una placa por el fondo asegurada a la placa de retención y que se aplica al miembro por el fondo, siendo ajustable la distancia entre las placas, de forma que el miembro por el fondo pueda ser forzado a acoplamiento en relación de obturación con el miembro superior.

8. Una vasija según la reivindicación 7, en la que la placa inferior está asegurada a la placa de retención mediante pernos blindados.

9. Una vasija según la reivindicación 7 ú 8, cuando sean dependientes de la reivindicación 4, en la que la placa por el fondo se acopla al resalte externo del miembro por el fondo.