ES2273426T3 - Plataforma de moldeo con un sistema para proporcionar un flujo constante a traves de multiples paredes perimetrales permeables en una lingotera. - Google Patents
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Abstract
Una plataforma de moldeo para moldear continuamente metal, comprendiendo la plataforma de moldeo: a. una pluralidad de lingoteras unidas a la plataforma de moldeo, incluyendo cada lingotera una cavidad de moldeo; b. una pared perimetral permeable respectiva dispuesta alrededor de cada cavidad de moldeo, teniendo cada pared perimetral de dicha pluralidad de cavidades de moldeo un espesor constante pero una permeabilidad diferente al lubricante o gas que pasa a través de dicha pared de dicho espesor, e incluyendo cada una al menos un conducto de suministro dispuesto para recibir una lubricante o un gas; y c. una tubería de suministro para suministrar un lubricante o gas a una presión a dicho al menos un conducto de suministro de la pared perimetral permeable de cada cavidad de moldeo; en la que dicho al menos un conducto de suministro de una pared perimetral permeable de una de dicha pluralidad de cavidades de moldeo se diferencia de dicho al menos un conducto de suministro de una pared perimetral permeable de otra de dicha pluralidad de cavidades de una manera que afecta al caudal de lubricante o gas a través de dichas paredes perimetrales permeables, provocando dicha diferencia los mismos caudales de lubricante o gas a través de dichas paredes perimetrales de dicha fuente de suministro de dicho lubricante o gas a dicha presión a pesar de dichas diferencias de permeabilidad de dichas paredes.
Description
Plataforma de moldeo con un sistema para
proporcionar un flujo constante a través de múltiples paredes
perimetrales permeables en una lingotera.
Esta invención se refiere a un sistema para
proporcionar un flujo constante de lubricante y/o gas a través de
múltiples paredes perimetrales permeables en una plataforma de una
lingotera de metal.
Los lingotes y tochos metálicos típicamente se
forman mediante un proceso de moldeo, que utiliza un molde
orientado verticalmente situado por encima de un gran foso de moldeo
por debajo del nivel del suelo de la instalación de moldeo de
metal. El componente inferior de la lingotera vertical es un bloque
de partida montado sobre pedestales del bloque de partida. Cuando
comienza el proceso de moldeo, los bloques de partida están en su
posición más hacia arriba y en los moldes. Cuando el metal no
ferroso fundido se vierte en el molde y se enfría, el bloque de
partida se hace descender lentamente a una velocidad predeterminada
mediante un cilindro hidráulico u otro dispositivo. Cuando el
bloque de partida se hace descender, el metal no ferroso o aluminio
solidificado emerge del fondo del molde y se forman lingotes o
tochos.
Aunque la invención se aplica al moldeo de
metales en general, incluyendo sin limitaciones aluminio, latón,
plomo, cinc, magnesio, cobre, acero, etc., los ejemplos dados y la
realización preferida descrita son para aluminio, y por lo tanto el
término aluminio se usará en todo el documento consistentemente
incluso aunque la invención se aplique de manera más general a
metales.
Hay numerosas tecnologías de moldeo y de vertido
que se ajustan a estas plataformas de moldeo. Algunos se denominan
en general tecnología de "mazarota caliente", mientras que
otras son tecnologías de moldeo más convencionales que usan
flotadores y tubos de bajada, siendo conocidas ambas para los
especialistas en la técnica. La tecnología de mazarota caliente
generalmente incluye un sistema refractario y un sistema mediante el
que el metal fundido se localiza en la parte superior de la
plataforma de moldeo, mientras que la tecnología de vertido
convencional implica suspender o soportar la fuente de metal
fundido por encima de la plataforma de moldeo y la utilización de
tubos de bajada o tubos y flotadores para mantener el nivel metal
fundido en los moldes mientras que se proporciona también metal
fundido a los moldes.
Estas diferentes tecnologías de moldeo tienen
diferentes ventajas y desventajas y producen diversas calidades de
tocho, pero ninguna de ellas es necesaria para la realización
práctica de esta invención.
El sistema de distribución de metal es una parte
importante también del sistema de moldeo. En los dos ejemplos de
tecnología dados, la distribución de mazarota caliente es mediante
asentamientos en la parte superior de la plataforma de moldeo
mientras que el vertido convencional se suspende por encima de la
plataforma de moldeo para distribuir el metal fundido a los
moldes.
Las plataformas de moldeo son de todos los
tamaños y configuraciones porque hay numerosos fosos de moldeo de
diferente tamaño y configuración sobre los que se sitúan las
plataformas de moldeo. Las necesidades y requisitos para una
plataforma de moldeo para ajustarse a una aplicación particular
dependen, por lo tanto, de numerosos factores, algunos de los
cuales incluyen las dimensiones del foso de moldeo, la localización
o localizaciones de las fuentes de agua y la puesta en práctica del
funcionamiento de la entidad del foso.
El lado superior de la plataforma de moldeo
típica conecta de manera operativa con, o interacciona con, el
sistema de distribución de metal. La plataforma de moldeo típica
también conecta de manera operativa con los moldes que aloja.
El uso de una pared perimetral permeable o
porosa se ha demostrado que es una manera eficaz y eficiente para
distribuir lubricante y gas a la superficie interior de un molde de
moldeo continuo, tal como se describe en la Patente de Estados
Unidos Nº 4.598.763 de Wagstaff.
En el uso típico de una pared perimetral
permeable, el lubricante y el gas se suministran a la pared
perimetral a presión mediante ranuras o conductos de suministro
alrededor de la pared perimetral, típicamente usando un conducto de
suministro (si se usan ranuras para el suministro de lubricantes) y
uno o dos conductos (o ranuras) de suministro para el suministro de
gas. Los lubricantes preferidos son aceites sintéticos, mientras
que el gas preferido actualmente es aire. El lubricante y el gas
permean después a través de la pared perimetral y se suministran al
interior del molde como parte del proceso de moldeo.
Cada una de las paredes perimetrales en
plataformas de moldeo existentes tiene conductos de suministro para
suministrar el lubricante y/o el gas, y los conductos de suministro
pueden ser conductos de suministro con forma de ranura
circunferencial con la misma profundidad y anchura, o pueden ser
orificios parcialmente perforados a través de la paredes
perimetrales o cualquier otro medio de suministro para esta
cuestión. La pared perimetral típica tiene un conducto de suministro
de lubricante diferente y un conducto de gas.
Se ha demostrado que el grafito es el material
permeable preferido para usar como material o medio para la pared
perimetral. Sin embargo, se ha demostrado que el grafito es caro
para producirlo de manera constante en productos individuales de
alta calidad que tengan permeabilidad muy similar a otras paredes
perimetrales de grafito.
Uno de los factores significativos que provocan
el alto coste contraído al proporcionar una permeabilidad o
caudales de lubricante/gas constantes a través de las paredes
perimetrales es la variabilidad de las propiedades pertinentes del
material de la pared perimetral. Las propiedades relacionadas con
los caudales de lubricante y gas pueden variar significativamente
de un lote a otro de grafito por ejemplo, e incluso dentro del mismo
lote y dentro de una pared perimetral dada. Las variaciones de las
propiedades tales como porosidad, permeabilidad y densidad,
impactan en la velocidad de suministro de lubricante y/o gas a
través de la pared perimetral. Además, la viscosidad de un
lubricante o gas particular así como la presión a la que el
lubricante o gas se suministra a la pared perimetral, son factores
que afectan a los caudales respectivos a través de las paredes
perimetrales permeables.
La experiencia ha demostrado que el grafito de
un suministrador o fuente particular tenderá a tener propiedades
más similares que el grafito de dos fuentes o suministradores
diferentes, sin embargo, aún hay variaciones inaceptables en las
propiedades del grafito de una sola fuente e incluso de un solo
lote. Este es el caso incluso cuando se especifica típicamente una
densidad particular cuando se solicita.
En una aplicación típica, una pared perimetral
se usa para cada molde, y hay numerosos moldes típicamente en una
única plataforma de moldeo, teniendo cada molde una pared
perimetral. Se prefiere suministrar gas desde una tubería de
suministro a una presión y suministrar lubricante desde una tubería
de suministro a una presión, a todas las paredes perimetrales en los
moldes de una plataforma de moldeo particular.
Las variaciones de mayor preocupación en el
caudal de lubricante y/o gas a través del grafito se basan por lo
tanto en la variabilidad de las propiedades del grafito respecto a
los caudales respectivos, que se convierten en el factor crítico
para conseguir el objetivo de caudales iguales o predecibles de
lubricante y gas a través de las paredes perimetrales en cada uno
de los moldes en la misma plataforma de moldeo, o incluso en la
misma instalación de fabricación.
Antes de esta invención, conseguir el mismo
caudal o velocidad de suministro de flujo lubricante y/o gas a
través de múltiples paredes perimetrales en la misma plataforma de
moldeo, consumía mucho tiempo y era caro, y daba como resultado un
residuo significativo. Cada pared perimetral individual se ensayaba
extensivamente para determinar sus propiedades pertinentes respecto
a caudal y un porcentaje innecesariamente grande se rechazaba
debido a las variaciones de flujo.
Con numerosos moldes en la misma plataforma
moldeando metal simultáneamente, se hace crítico para conseguir un
proceso fiable para producir productos moldeados de alta calidad
(tochos, lingotes o formas especiales) que el lubricante y/o gas
suministrado a las paredes perimetrales durante el moldeo sea muy
parecido de una pared perimetral a la pared perimetral en la misma
plataforma de moldeo.
Para conseguir caudales de lubricante y/o gas
constantes a través de las paredes perimetrales en cada uno de los
moldes en una plataforma de moldeo dada, se ha experimentado una
alta tasa de rechazo de anillos de grafito. Típicamente, las
paredes perimetrales de grafito con propiedades similares pueden
agruparse juntas para conseguir caudales de lubricante y/o gas muy
similares. Sin embargo, aunque el agrupar juntas las paredes
perimetrales puede funcionar para una nueva construcción, el
gestionar la sustitución selectiva de paredes perimetrales en el
sitio en una instalación puede ser muy difícil.
Desde una perspectiva práctica y económica, el
lubricante y/o gas se suministran a una presión constante, y las
paredes perimetrales se fabrican a espesores constantes o fijos y
generalmente se dimensionan para ajustarse dentro de los moldes.
Los diámetros interno y externo de las paredes perimetrales, así
como su altura global generalmente también están fijados.
Un objetivo de esta invención es conseguir un
caudal de lubricante y/o gas suficientemente constante a través de
múltiples paredes perimetrales en una plataforma de moldeo o en una
instalación de moldeo, incluso cuando las paredes perimetrales
generalmente tengan variaciones en sus propiedades individuales
respecto al caudal de lubricante y/o gas a través del cuerpo de la
pared perimetral.
Otro objetivo de esta invención es reducir el
gasto significativo de la alta tasa de rechazo de paredes
perimetrales para conseguir un caudal de lubricante y/o gas
suficientemente constante.
Esta invención consigue estos objetivos
proporcionando un sistema para proporcionar un flujo de lubricante
y/o gas constante a través de múltiples paredes perimetrales
permeables. El sistema implica determinar una o más de estas
propiedades pertinentes, o el caudal real, de las paredes
perimetrales, y después determinar y crear un área superficial
apropiada del conducto de suministro que proporcione el lubricante
y/o gas al exterior de la pared perimetral, y/o a la distancia de
suministro apropiada.
La invención proporciona una plataforma de
moldeo, como se especifica en la reivindicación 1 y un proceso de
fabricación de una pluralidad de paredes perimetrales permeables
alrededor de las cavidades de molde de una plataforma de moldeo,
como se especifica en la reivindicación 5.
El sistema proporcionado por esta invención
tiene la ventaja significativa de permitir el uso de múltiples
paredes perimetrales con diferentes propiedades relacionadas con el
flujo, o con diferentes caudales de lubricante y/o gas, para usar
en la misma plataforma de moldeo, consiguiendo caudales constantes a
través de cada pared perimetral.
El sistema proporcionado por esta invención
tiene la ventaja significativa de proporcionar un caudal
significativamente similar de lubricante o gas en una pluralidad de
paredes perimetrales en moldes de la misma plataforma de moldeo.
Para conseguir estos objetivos, esta invención
proporciona un sistema que es más sencillo y menos caro que todos
los sistemas anteriores.
A continuación se describen las realizaciones
preferidas de la invención con respecto a los dibujos adjuntos, que
se describen brevemente a continuación.
La Figura 1 es una vista en alzado de un foso de
moldeo típico, cajón hidráulico y aparato de moldeo de aluminio;
La Figura 2 es una vista en alzado de sección
transversal de un montaje de lingotera típico que ilustra la pared
perimetral en su sitio;
La Figura 3 es una vista de sección transversal
de una pared perimetral asentada en una carcasa de molde, que
ilustra el flujo de lubricante o gas a través de su cuerpo;
La Figura 4 es una vista de sección transversal
de una pared perimetral asentada en una carcasa de molde, que
ilustra el flujo de lubricante o gas a través de su cuerpo, en la
que únicamente los conductos de suministro están en la carcasa del
molde;
La Figura 5 es una perspectiva de una
realización de una pared perimetral que se contempla para usar en
esta invención;
La Figura 6 es una vista superior de la pared
perimetral ilustrada en la Figura 5;
La Figura 7 es una vista en alzado de la pared
perimetral ilustrada en la Figura 5;
La Figura 8 es la sección 8-8 de
la pared perimetral ilustrada en la Figura 6;
La Figura 9 es una vista superior de una
realización alternativa de una pared perimetral contemplada por esta
invención, en la que el lubricante y/o el gas se suministran a la
pared perimetral a través de orificios perforados en la parte
superior de la pared perimetral;
La Figura 10 es una vista superior de una
realización alternativa en la que el lubricante y/o gas se
suministran a la pared perimetral a través de orificios perforados
en la parte superior de la pared perimetral, y en la que los
orificios a través de los que se suministra el lubricante y/o gas no
están espaciados uniformemente;
La Figura 11 es una vista superior de una
realización alternativa en la que el lubricante y/o gas se
suministran a la pared perimetral a través de orificios perforados
en la parte superior de la pared perimetral, y en la que la forma
de la pared perimetral no es circular; y
La Figura 12 es una vista parcial superior de
una pared perimetral que ilustra el movimiento de la localización
de los orificios de suministro que afecta a los caudales.
Aunque hay numerosas maneras para conseguir y
configurar un dispositivo de moldeo vertical, la Figura 1 ilustra
un ejemplo. En la Figura 1, el moldeo vertical de aluminio
generalmente ocurre por debajo del nivel de elevación del suelo de
la fábrica en un foso de moldeo. Directamente por debajo del suelo
del foso de moldeo 1a hay un cajón hidráulico 3, en el que se sitúa
el barril cilíndrico hidráulico 2 para el cilindro hidráulico.
Como se muestra en la Figura 1, los componente
de la porción inferior de una aparato de moldeo de aluminio
vertical típico, mostrados dentro del foso de moldeo 1 y un cajón
hidráulico 3, son un barril del cilindro hidráulico 2, una
compuerta 6, una carcasa de la base del montaje 5, un rodillo 7 y
una base del bloque de partida 8, como se muestra en las
elevaciones por debajo del suelo de la instalación de moldeo 4.
La carcasa de la base de montaje 5 se monta
sobre el suelo 1a del foso de moldeo 1, por debajo del cual está el
cajón hidráulico 3. El cajón hidráulico 3 se define por sus paredes
laterales 3b y su suelo 3a.
En la Figura 1 se muestra también un montaje de
plataforma de moldeo típico 10, que puede inclinarse como se
muestra mediante el cilindro hidráulico 11 empujando el brazo de
inclinación de la plataforma de moldeo 10a de manera que gire
alrededor del punto 12 y de esta manera se eleva y hace girar el
montaje de marco de moldeo principal, como se muestra en la Figura
1. También hay carriles para la plataforma de moldeo que permiten
que el montaje de la plataforma de moldeo se mueva hacia y desde la
posición de moldeo por encima del foso de moldeo.
La Figura 1 muestra también el rodillo 7 y la
base del bloque de partida 8 parcialmente descendidos hacia el foso
de moldeo 1 con el tocho 13 que está parcialmente formado. El tocho
13 está en el bloque de partida 14, que se monta sobre el pedestal
15. Aunque el término bloque de partida se usa para el objeto 14,
debe observarse que los términos bloque inferior y cabezal de
partida se usan también en la industria para referirse al artículo
14, usándose el bloque inferior típicamente cuando se está moldeando
un lingote y cabezal de partida cuando se está moldeando un
tocho.
Aunque la base del bloque de partida 8 en la
Figura 1 sólo muestra un bloque de partida 14 y un pedestal 15,
típicamente hay varios de cada uno montados sobre la base del bloque
de partida, que simultáneamente moldean tochos o lingotes cuando el
bloque de partida se hace descender durante el proceso de
moldeo.
Cuando el fluido hidráulico se introduce en el
cilindro hidráulico a una presión suficiente, la compuerta 6, y en
consecuencia la base del bloque de partida 8, se elevan al nivel de
partida de elevación deseado para el proceso de moldeo, que es
cuando los bloques de partida están dentro del montaje de la
plataforma de moldeo 10.
El descenso de la base del bloque de partida 8
se consigue midiendo el fluido hidráulico desde el cilindro a un
caudal predeterminado, haciendo descender de esta manera la
compuerta 6 y en consecuencia los bloques de partida a una
velocidad predeterminada y controlada. El molde se enfría de manera
controlable durante el proceso para ayudar a la solidificación de
los lingotes o tochos emergentes, usando típicamente agua como
medio de refrigeración.
Claims (7)
1. Una plataforma de moldeo para moldear
continuamente metal, comprendiendo la plataforma de moldeo:
a. una pluralidad de lingoteras unidas a la
plataforma de moldeo, incluyendo cada lingotera una cavidad de
moldeo;
b. una pared perimetral permeable respectiva
dispuesta alrededor de cada cavidad de moldeo, teniendo cada pared
perimetral de dicha pluralidad de cavidades de moldeo un espesor
constante pero una permeabilidad diferente al lubricante o gas que
pasa a través de dicha pared de dicho espesor, e incluyendo cada una
al menos un conducto de suministro dispuesto para recibir una
lubricante o un gas; y
c. una tubería de suministro para suministrar un
lubricante o gas a una presión a dicho al menos un conducto de
suministro de la pared perimetral permeable de cada cavidad de
moldeo;
en la que dicho al menos un conducto de
suministro de una pared perimetral permeable de una de dicha
pluralidad de cavidades de moldeo se diferencia de dicho al menos
un conducto de suministro de una pared perimetral permeable de otra
de dicha pluralidad de cavidades de una manera que afecta al caudal
de lubricante o gas a través de dichas paredes perimetrales
permeables, provocando dicha diferencia los mismos caudales de
lubricante o gas a través de dichas paredes perimetrales de dicha
fuente de suministro de dicho lubricante o gas a dicha presión a
pesar de dichas diferencias de permeabilidad de dichas paredes.
2. Una plataforma de moldeo de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicho al menos un conducto de suministro
de cada pared perimetral permeable tiene un área superficial a
través de la cual dicho lubricante o gas fluye desde dicho conducto
a dicha cavidad de moldeo, y en el que dicha área superficial de
dicho al menos un conducto de suministro de dicha pared perimetral
permeable de dicha pluralidad de cavidades de moldeo difiere de
dicha área superficial de dicho al menos un conducto de suministro
de dicha pared perimetral permeable de dicha otra pluralidad de
cavidades, formando de esta manera dicha diferencia que provoca
dichos caudales iguales.
3. Una plataforma de moldeo de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que dicho al menos un conducto de suministro
de cada pared perimetral permeable está abierto en una superficie
externa de dicha pared y en la que dicha plataforma de moldeo
incluye una pluralidad de carcasas de moldeo que rodean las paredes
perimetrales permeables, incluyendo cada carcasa de moldeo una
abertura que comunica con dicha parte abierta de dicho al menos un
conducto de suministro, de manera que cada carcasa de moldeo se
combina con al menos un conducto de suministro en la superficie
externa de la pared perimetral permeable para formar un paso para
dicho lubricante o gas.
4. Una plataforma de moldeo de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho al menos
un conducto de suministro para cada pared perimetral permeable tiene
una distancia de suministro desde dicha cavidad a través de la que
dicho lubricante o gas fluye desde dicho conducto a dicha cavidad de
moldeo, y en la que dicha distancia de suministro de dicho al menos
un conducto de suministro de dicha pared perimetral permeable de
dicha pluralidad de cavidades de moldeo difiere de dicha distancia
de suministro de dicho al menos un conducto de suministro de dicha
pared perimetral permeable de dicha otra pluralidad de cavidades,
formándose de esta manera dicha diferencia que provoca dichos
caudales iguales.
5. Un proceso de preparación de una pluralidad
de paredes perimetrales permeables para disponer alrededor de
cavidades de moldeo metálicas de una plataforma de moldeo,
comprendiendo el proceso:
proporcionar al menos dos paredes perimetrales
del mismo espesor entre una superficie externa y una superficie
interna pero de diferente permeabilidad a un lubricante o gas que
pasa a través de las paredes de dicho espesor;
determinar dicha permeabilidad de cada pared
perimetral o una propiedad correspondiente a la misma; y
crear al menos un paso de suministro para un
lubricante o gas en cada una de dichas al menos dos paredes
perimetrales, mientras que se provoca que dicho al menos un paso de
suministro de una de dichas paredes difiera de dicho al menos un
paso de suministro de otra de dichas paredes de una manera que
afecta al caudal de lubricante o gas a través de dichas paredes
perimetrales, provocando dicha diferencia que dichos caudales de
dicho lubricante o dicho gas a través dichas paredes perimetrales
sean iguales cuando dichos pasos de suministro se suministran con
lubricante o gas de una fuente a una presión.
6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
5, en el que dichos pasos de suministro tienen cada uno un área
superficial a través de la que dicho lubricante o gas fluye desde
dicho conducto a través de dicha pared perimetral permeable a dicha
superficie interna de la misma, y en la que dicha área superficial
de al menos un paso de suministro de una de dichas paredes provoca
que se diferencien de dicha área superficial de dicho al menos un
paso de suministro de dichas paredes perimetrales, provocando dichas
diferencias que dichos caudales sean iguales.
7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5
o reivindicación 6, en la que dicho al menos un conducto de
suministro de cada una de las paredes perimetrales permeables se
crea a una distancia de suministro desde dicha superficie interna a
través de la cual dicho lubricante o gas fluye desde dicho conducto
a través de dicha pared, y en la que dicha distancia de suministro
de dicho al menos un conducto de suministro de dicha pared
perimetral permeable difiere de dicha distancia de suministro de
dicho al menos un conducto de suministro de dicha otra pared
perimetral permeable, formando de esta manera dicha diferencia que
provoca que los caudales sean iguales.
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