ES2240577T3

ES2240577T3 - Recubrimiento para cucharas de colada, artesas receptoras de colada y receptaculos similares utilizados en la industria del hierro y del acero.

Info

Publication number: ES2240577T3
Application number: ES02000486T
Authority: ES
Inventors: Luigi Ture
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2005-10-16
Anticipated expiration: 2022-01-08
Also published as: EP1222982A3; ITBA20010004A1; ATE293504T1; DE60203744T2; DE60203744D1; EP1222982A2; EP1222982B1

Abstract

Procedimiento para la construcción de un recubrimimiento monopieza para cucharas de colada, artesas de colada y receptáculos similares utilizados en la industria del hierro y el acero, consistiendo dicho recubrimiento en una o varias capas de material refractario, un recubrimiento de trabajo y varias capas de materiales de unión (5), (6) basadas en alúmina y/o circonio, comprendiendo el material de unión un aditivo formado por una mezcla de carbonatos que, expresada en forma de sus correspondientes óxidos, comprende porcentajes en peso de 0 a 1% Fe2O3, 65 a 80% CaO, 20 a 30% SiO2, 0 a 2% Al2O3 y 0 a 1% MgO, comprendiendo el proceso las siguientes etapas: aplicación de una primera capa de recubrimiento de protección, y estuco aislante (2), basado en fibras cerámicas o de alúmina, sobre la envolvente metálica (1) de la cuchara de colada; colocar una primera capa de protección (3) realizada a base de placas o ladrillos, plana o con la curvatura apropiada, unida junto con el material de unión (5) sobre dicho estuco (2); aplicar una capa del material de unión (5) sobre la superficie de los ladrillos de manera gradual sobre partes reducidas de la pared para evitar su endurecimiento completo antes de la colocación de los ladrillos de la siguiente capa de protección; colocar los ladrillos de otra capa de protección (4) unida con el mismo material de unión (5); aplicar una capa (6) realizada en un mismo material de unión que la capa (5) sobre toda la superficie; secar por completo la capa (6); aplicar los ladrillos de la capa final de la pared (7).

Description

Recubrimiento para cucharas de colada, artesas receptoras de colada y receptáculos similares utilizados en la industria del hierro y del acero.

Sector técnico al que pertenece la invención

La presente invención se refiere a un recubrimiento de una sola pieza para cucharas de colada, artesas de colada y receptáculos similares utilizados en la industria del hierro y del acero. Comprende una o varias capas de ladrillos refractarios que están unidos entre sí en cada una de las superficies de contacto con estuco resistente al calor, con bajo coeficiente de dilatación, siendo tratado dicho estuco con un aditivo basado en carbono, tal como el que se describe en la patente europea Nº 0505542.

Tal como es conocido, el proceso de fabricación de acero comprende varias fases: el metal fundido del alto horno es llevado a un taller de manipulación intermedia en el que se realiza una reducción adicional de impurezas en convertidores. El acero líquido es llevado a cucharas de colada y después a otros contenedores o artesas de colada. Las cucharas de colada son recipientes metálicos recubiertos con ladrillos refractarios y una pared refractaria que se encuentra en contacto con el metal fundido y que debe ser sustituida periódicamente (renovación de los ladrillos refractarios). Las artesas de colada son recipientes de acero con un recubrimiento con varias capas de ladrillos recubiertos con 3-4 cm de materiales altamente refractarios.

Estos contenedores tienen algunos inconvenientes, tales como: infiltración del acero en los materiales refractarios, adherencia persistente del acero en las paredes internas de las cucharas de colada o recipientes similares. Los expertos han intentado superar estos problemas con el recubrimiento de las paredes de las cucharas de colada con ladrillos refractarios especiales y materiales de unión, tal como se describe en la patente francesa Nº FR2296485. Este recubrimiento comprende una capa de material aislante aplicada a la envolvente metálica de la cuchara, una capa intermedia de material refractario y una capa de trabajo. Además, en la patente japonesa Nº JP 63 119971 se da a conocer un recubrimiento para una cuchara de colada que comprende una capa aislante térmicamente, dos capas de ladrillos de recubrimiento y una capa de trabajo de ladrillos pero no se hace mención alguna de la forma de construcción del recubrimiento.

Por lo tanto, hasta el momento nadie ha resuelto de manera efectiva el problema. Además, dichos receptáculos y, en particular, las cucharas y otros recipientes de colada son sometidos a oxidación de las chapas metálicas con la consiguiente reducción del grosor de paredes. Al final, también los ladrillos basados en carbono sometidos a ataque de las escorias son objeto de oxidación. Con el tiempo y a una temperatura comprendida entre 800ºC y 1000ºC, el oxígeno descarbura los ladrillos, reduciendo su resistencia mecánica y provocando desgaste y liberación de carbón en el acero producido.

Características de la invención

La presente invención soluciona los problemas antes mencionados, caracterizándose por un recubrimiento de una sola pieza que comprende algunas capas de ladrillos refractarios unidos entre sí con estucos basados en alúmina o circonio. Estos estucos, tratados con un aditivo de carbono ya descrito y reivindicado en la patente europea Nº 0505542, son resistentes térmicamente y tienen un reducido coeficiente de dilatación térmica.

Éstas y otras ventajas serán señaladas en la descripción detallada siguiente de la invención, que hará referencia a las figuras 1 y 2 de la hoja adjunta 1/1. Ambas figuras tienen carácter de ejemplo no restrictivo.

Forma de llevar a cabo la invención

La figura 1 describe un ejemplo práctico, preferente pero no restrictivo, de la forma en que se puede aplicar dicho recubrimiento a la superficie de una cuchara de colada.

El recubrimiento consiste en un modelo de pared no penetrable realizado mediante uniones horizontales y verticales con materiales de unión adecuados, que constituyen una barrera real al acero líquido. En la figura 1, el numeral (1) designa la envolvente metálica de la cuchara, sobre la cual se aplica una primera capa de 2 mm de un estuco aislante y de unión protector (2). De acuerdo con una realización preferente, este material puede estar compuesto por silicato de aluminio, arena y fibras cerámicas. Después de ello, una primera capa protectora (3) realizada a base de placas o ladrillos (planos o con la curvatura apropiada) es dispuesta sobre dicho estuco (2) y unida conjuntamente con el estuco (5) con bajo coeficiente de dilatación, basado en alúmina y/o circonio. Antes de colocar la siguiente capa de protección, se aplica otra capa del material (5) sobre la superficie de los ladrillos. Dicha capa de estuco debe ser aplicada gradualmente, sobre partes pequeñas de la pared (unos pocos metros cuadrados) para evitar el endurecimiento completo antes de la colocación de los ladrillos. A continuación, los ladrillos (4) son colocados, unidos con el mismo material (5). La parte más importante del recubrimiento es una capa (6) realizada a base del mismo material de la capa (5). Dicha capa, que actúa como fuerte barrera contra las infiltraciones de acero fundido o hierro fundido, puede tener un grosor aproximado de 2 mm y debe ser aplicado sobre la totalidad de la superficie; a continuación, se debe secar por completo (unas 4-8 horas, según la temperatura externa) antes de colocar la capa final de la pared (7).

Tal como se ha mencionado, dichos estucos (5), (6) son aditivados con el aditivo descrito en la patente europea Nº 0505542. Dicho aditivo para los agentes de unión con características aislantes, impermeabilizantes y antirretracción, comprendiendo una mezcla de carbonatos que, expresada en forma de sus respectivos óxidos, comprende en porcentajes en peso 0 a 1% Fe_{2}O_{3}, 65 a 80% CaO, 20 a 30% SiO_{2}, 0 a 2% Al_{2}O_{3} y 0 a 1% MgO.

El estuco aditivado (5), (6) se ha preparado en forma líquida, mezclando los componentes con una cantidad apropiada de agua, a efectos de obtener una mezcla final en forma de un mortero; como mínimo, una resina seleccionada a partir de las residas de epoxi, acrílicas, fenólicas, poliuretano u otras conocidas para usos con agentes de unión, y a continuación el compuesto será calentado.

Resumiendo, las ventajas de dicho sistema de recubrimiento son las siguientes: reducción de infiltraciones debidas a las capas intermedias de estuco, que enfrían el acero fundido que se solidifica en delgadas hojas fácilmente eliminables; reducción del tiempo de mantenimiento y tiempo de vida más prolongado de los materiales refractarios; reducción del agrietamiento y fugas en las cucharas de colada; menor temperatura de la superficie envolvente externa y, como consecuencia, menores pérdidas de calor en el acero. Finalmente, la utilización de estos recubrimientos aislantes y resistentes al calor para dichos receptáculos evita la oxidación de las paredes de chapa metálica, su reducción de grosor y permite una menor liberación de carbono en el acero producido, en particular si se utilizan ladrillos de carbón.

Claims

1. Procedimiento para la construcción de un recubrimimiento monopieza para cucharas de colada, artesas de colada y receptáculos similares utilizados en la industria del hierro y el acero, consistiendo dicho recubrimiento en una o varias capas de material refractario, un recubrimiento de trabajo y varias capas de materiales de unión (5), (6) basadas en alúmina y/o circonio, comprendiendo el material de unión un aditivo formado por una mezcla de carbonatos que, expresada en forma de sus correspondientes óxidos, comprende porcentajes en peso de 0 a 1% Fe_{2}O_{3}, 65 a 80% CaO, 20 a 30% SiO_{2}, 0 a 2% Al_{2}O_{3} y 0 a 1% MgO, comprendiendo el proceso las siguientes etapas:

: aplicación de una primera capa de recubrimiento de protección, y

: estuco aislante (2), basado en fibras cerámicas o de alúmina, sobre la envolvente metálica (1) de la cuchara de colada;

: colocar una primera capa de protección (3) realizada a base de placas o ladrillos, plana o con la curvatura apropiada, unida junto con el material de unión (5) sobre dicho estuco (2);

: aplicar una capa del material de unión (5) sobre la superficie de los ladrillos de manera gradual sobre partes reducidas de la pared para evitar su endurecimiento completo antes de la colocación de los ladrillos de la siguiente capa de protección;

: colocar los ladrillos de otra capa de protección (4) unida con el mismo material de unión (5);

: aplicar una capa (6) realizada en un mismo material de unión que la capa (5) sobre toda la superficie;

: secar por completo la capa (6);

: aplicar los ladrillos de la capa final de la pared (7).

2. Recubrimiento para cucharas de colada, artesas de colada y receptáculos similares utilizados en la industria del hierro y del acero, que se puede obtener por un procedimiento, según la reivindicación 1, que consiste en:

: una primera capa de material protector y aislante (2), con un grosor aproximado de 2 mm, basado en fibras de cerámica o alúmina, aplicada sobre las chapas metálicas (1) de las cucharas de colada como estuco de unión;

: una primera capa (3) de ladrillos de protección, colocada sobre dicho material (2) y unida conjuntamente por un material (5);

: una capa del mismo material de unión (5) con un grosor aproximado de 2 mm aplicado como estuco de unión sobre la primera capa de ladrillos;

: otra capa de protección de ladrillos (4) unida con el mismo material de unión (5);

: una capa (6) realizada en el mismo material de unión que la capa (5);

: un recubrimiento de trabajo final (7), de manera que el material de unión (5, 6) es un material de unión basado en alúmina y/o circonio, comprendiendo un aditivo formado por una mezcla de carbonatos que, expresada en forma de sus óxidos correspondientes, comprende en porcentajes en peso 0 a 1% Fe_{2}O_{3}, 65 a 80% CaO, 20 a 30% SiO_{2}, 0 a 2% Al_{2}O_{3} y 0 a 1% MgO.

3. Recubrimiento, según la reivindicación 2, caracterizado porque dichos materiales de las capas (5, 6) contienen alúmina, silicato de circonio y/o otros elementos alcalinos o ácidos.

4. Recubrimiento, según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado por el hecho de que dichos materiales de las capas (5, 6) presentan resistencia al calor hasta unos 1700ºC.