ES2235830T3 - Molde de colada para fabricar un elemento o enfriamiento. - Google Patents
Molde de colada para fabricar un elemento o enfriamiento.Info
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Abstract
Molde de colada formado por una base (2), pared (4, 5) y placas de extremo (6) para la fabricación de un elemento de enfriamiento de reactor pirometalúrgico, en el que el molde está al menos parcialmente equipado con tuberías de enfriamiento (3), caracterizado porque el molde de colada (1) es fabricado en placas de cobre y porque el molde está revestido por el interior con una placa (7) resistente a las altas temperaturas, en el que la placa (7) se fija a la superficie del molde (1) por medio de subpresión.
Description
Molde de colada para fabricar un elemento de
enfriamiento.
La invención se refiere a un molde de colada para
la fabricación de un elemento de enfriamiento para un reactor
pirometalúrgico, en el que el molde de colada está al menos
parcialmente enfriado y revestido con un material que puede soportar
altas temperaturas.
En procesos pirometalúrgicos, la mampostería de
un reactor está protegida por elementos de enfriamiento refrigerados
por agua, de forma que debido al efecto de enfriamiento, el calor
que llega a la superficie de la mampostería se transfiere vía el
elemento de enfriamiento al agua, reduciéndose considerablemente el
desgaste del revestimiento en comparación con un reactor no provisto
de enfriamiento. El descenso en el desgaste es causado como
resultado del enfriamiento, un denominado revestimiento autógeno,
formado por escoria y otras fases fundidas que se agarra a la
superficie resistente al fuego del revestimiento.
Tradicionalmente, los elementos de revestimiento
son fabricados por dos métodos: Primeramente, los elementos pueden
fabricarse por colada de arena. En este método, se coloca tuberías
de enfriamiento fabricadas en material altamente termoconductor, tal
como cobre, en un molde introducido en la arena, de forma que
durante la colada se produzca enfriamiento bien sea por el aire o
agua que tiene lugar alrededor de los tubos. El elemento a colar
alrededor de la tubería se fabrica también en un material altamente
conductor, ventajosamente en cobre. Este método de fabricación ha
sido descrito, por ejemplo, en la patente GB 1386645. El problema de
este método es la fijación irregular de la tubería que actúa como
canal de flujo en el material de colada circundante, puesto que
parte de la tubería puede desprenderse completamente del elemento
colado a su alrededor y parte de la tubería puede fundirse
completamente y por consiguiente dañarse. Si no se forma unión
metálica entre la tubería de enfriamiento y el otro elemento colado
a su alrededor, la transferencia de calor no será eficaz. Si la
tubería se funde completamente, impedirá el flujo del agua de
enfriamiento. Las propiedades de colada del material de colada
pueden mejorarse, por ejemplo, mezclando algo de fósforo con el
cobre, lo que mejorará la unión metálica formada entre la tubería y
el material de colada, pero de este modo las propiedades de
transferencia del calor (conductividad térmica) del cobre colado se
deterioran considerablemente sólo con pequeñas adiciones. Las
ventajas de este método pueden relacionarse con los costes de
fabricación comparativamente bajos e independencia de las
dimensiones.
De acuerdo con el documento
US-A-4.252.178 se describe un molde
para realizar una colada continua de desbastes metálicos. El molde
incluye un cuerpo de cobre enfriado que contiene una abertura
revestida con forros de grafito que se sujetan contra el cuerpo de
cobre por medio de muelles cooperantes con el forro y el cuerpo.
Se ha usado también un método de fabricación en
el que se instala tubería de vidrio en forma de canal de flujo
dentro del molde del elemento de enfriamiento cuya tubería de vidrio
se rompe después de la colada con el fin de formar un canal de flujo
dentro del elemento.
La patente US-4.382.585 describe
otro método de fabricación muy utilizado para elementos de
enfriamiento, de acuerdo con el cual se fabrica el elemento, por
ejemplo, a partir de chapa de cobre laminada, por maquinado de los
canales necesarios. La ventaja de este método es la densa y robusta
estructura y la buena transferencia de calor desde un medio de
enfriamiento tal como agua al elemento. Las desventaja son las
limitaciones dimensionales (tamaño) y el alto coste.
Ahora se ha desarrollado un molde de colada para
fabricar un elemento de enfriamiento para un reactor pirometalúrgico
con el fin de reemplazar a la colada de arena anterior. El molde de
colada es construido a partir de chapas de acero separadas,
altamente termoconductoras, algunas de las cuales están enfriadas
con agua. Dado que el elemento de enfriamiento mismo es en la
mayoría de los casos de cobre, las chapas de construcción del molde
de colada deberían estar aisladas del cobre colado, y esto ocurre
por revestimiento de la parte interior del molde con material
altamente termoconductor tal como placa de grafito, de manera que
las partes del molde se fijen ellas mismas a la superficie por medio
subpresión. El grafito impide que el metal vertido en el molde se
pegue a la superficie de molde. El molde de colada del elemento de
enfriamiento está provisto ventajosamente de una semicaja superior,
por lo que la colada puede realizarse con gas de protección. Antes
de la colada, se coloca dentro del molde las tuberías de
enfriamiento necesarias para la circulación del agua de enfriamiento
que ha de circular por el interior del elemento de enfriamiento.
Esta tubería es fabricada preferiblemente en tubería de cobre y
níquel, porque el punto de fusión de la tubería de
Ni-Cu es más alto que el cobre que se está colando a
su alrededor y por tanto no hay riesgo de que se funda la tubería
durante la colada.
Los rasgos esenciales de la invención resultarán
evidentes a la vista de las reivindicación anexas de la
patente.
La construcción del molde de colada descrita en
esta invención ofrece las siguientes ventajas:
- -
- gracias al molde enfriado y al revestimiento de grafito, se forma una pieza colada apretada y de grano fino, particularmente en la base del molde de colada.
- -
- la construcción del molde quiere decir que el elemento de enfriamiento forma una superficie lisa, que no es vulnerable a las condiciones de fusión corrosivas.
El cobre-níquel usado como
material para las tuberías de enfriamiento del elemento de
enfriamiento facilita una buena soldadura de la tubería al elemento
actual.
La construcción del molde de colada podría
desarrollarse más de manera que pueda usarse también para fabricar
elementos de enfriamiento diseñados para fines especiales. Esto
ocurre, por ejemplo, añadiendo al molde grafito o piezas de forma
resistentes al fuego, de manera que el diseño del elemento acabado
difiera correspondientemente de la versión chapada.
La invención puede ser descrita adicionalmente
con ayuda de los diagramas anexos, donde la figura 1 presenta un
dibujo de principio del molde de colada de acuerdo con esta
invención y
la figura 2 muestra el molde de colada en sección
transversal, con el que se puede colar elementos de enfriamiento
para usos especiales.
La figura 1 muestra un dibujo de principio de un
molde de colada 1 de elemento de enfriamiento. El molde se compone
de una placa de base de molde 2, que está equipada con tuberías de
enfriamiento 3. El molde tiene también paredes laterales 4 y 5 y
paredes terminales de las que sólo se muestra la pared posterior 6
en el dibujo. En el dibujo sólo se ha equipado la placa de base con
tuberías de enfriamiento, pero, si es necesario, se puede equipar
también las paredes laterales y terminales para el enfriamiento. La
pared terminal frontal ha sido suprimida del dibujo por razones de
claridad, aunque pertenece evidentemente al molde. El interior del
molde está revestido con placas de grafito 7. Las tuberías de
enfriamiento 8 del elemento de enfriamiento, que son fabricadas
ventajosamente en cobre-níquel, son soportadas
dentro del molde. El molde está equipado también con una semicaja
superior (no mostrado) de forma que pueda usarse gas de protección
para impedir la oxidación del elemento a colar.
En la figura 2 se puede ver que se puede colocar
piezas conformadas 9 sobre la base del molde, que son fabricadas en
grafito o cualquier otro material resistente al fuego. Por medio de
estas piezas conformadas, el lado 11, que se pondrá en contacto con
la base de molde 2 del elemento de enfriamiento 10, puede
configurarse como se desee.
Claims (3)
1. Molde de colada formado por una base (2),
pared (4, 5) y placas de extremo (6) para la fabricación de un
elemento de enfriamiento de reactor pirometalúrgico, en el que el
molde está al menos parcialmente equipado con tuberías de
enfriamiento (3), caracterizado porque el molde de colada (1)
es fabricado en placas de cobre y porque el molde está revestido por
el interior con una placa (7) resistente a las altas temperaturas,
en el que la placa (7) se fija a la superficie del molde (1) por
medio de subpresión.
2. Molde de colada de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el molde de colada (1)
está revestido con placas de grafito (7).
3. Molde de colada de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque se coloca en la base
del molde de colada (1) piezas conformadas (9) realizadas en grafito
de material resistente al fuego.
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