ES2289105T3 - Dispositivo para evitar el arrastre de la escoria durante la sangria de un caldo metalico. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para evitar el arrastre de la escoria durante la sangría de un caldo metálico desde un recipiente metalúrgico, en el cual la abertura de sangría (4) está constituida por unos tubos de cambio (7, 7¿) que, de forma resistente al desgaste, están hechos de un material refractario y los que están dispuestos uno sobre el otro, y los mismos se encuentran rodeados por unos ladrillos de marco (8) de la sangría; en este caso, el extremo inferior del sistema de cambio de sangría - que queda constituido de este modo - está formado por una piedra de tazón (10) en la cual está dispuesta una corredera, que cierra la abertura (4); dispositivo éste que está caracterizado porque en la pared de por lo menos aquél tubo de cambio (7¿), que desemboca en la parte interior del recipiente, están previstos unos canales (11), que se extienden en el sentido axial y que desembocan por ambos lados frontales del tubo (7¿); canales estos que por el lado frontal del tubo, el cual se encuentra alejadode la parte interior del recipiente, están en comunicación con una aportación de gas 13).

Description

Dispositivo para evitar el arrastre de la escoria durante la sangría de un caldo metálico.

La presente invención se refiere a un dispositivo para evitar el arrastre de la escoria durante la sangría de un caldo metálico desde un recipiente metalúrgico.

Este tipo de recipiente puede representar - a título de ejemplo, aunque no de forma exclusiva unos receptáculos para la fabricación de acero, es decir, un convertidor ó el recipiente de un horno eléctrico.

A continuación, la presente invención es explicada a través del ejemplo de un horno eléctrico.

Un recipiente de esta clase tiene, en su vista en planta, una configuración ovalada ó periforme; en este caso, en la parte delantera del fondo, la cual termina en forma de punta, está prevista la abertura para la sangría. En la posición normal del recipiente - es decir, previo a la sangría - el nivel del caldo metálico se encuentra a aproximadamente 1,0 hasta 1,5 metros por encima de la abertura ó boca de sangría.

Esta boca de sangría está tapada con un material de relleno, y la misma está cerrada por debajo mediante una corredera. Por encima de la abertura de sangría, el material de relleno forma un mogote ó colina que se extiende hacia la parte interior del recipiente.

Para la sangría - es decir, para el trasvase del metal en fusión hacia el interior del caldero, en el cual el acero es sometido a unos procedimientos metalúrgicos secundarios - el recipiente es girado para ocupar la posición de sangría, de tal modo que la boca de sangría represente ahora la zona más baja del recipiente. En esta posición, se abre ahora la corredera y el material de relleno es quitado de la abertura de sangría.

Por encima de la abertura de sangría, el caldo metálico saliente forma un remolino (efecto de vórtice) que hace que la escoria, que flota sobre el caldo metálico, sea arrastrado a causa del efecto de aspiración, lo cual es perjudicial bajo los aspectos metalúrgicos.

Por medio de la Gaceta de Resúmenes de Patentes Japonesas, Tomo 013, Núm. 504 (C-653, 13.11.1989) así como de la Patente Japonesa Núm. JP 01 201 410 A (NKK Corporation, 14.08.1989) es conocido introducir en el caldo metálico un gas inerte a través de unos canales que están dispuestos entre las piedras de marco, que rodean la boca de sangría, y el fondo del recipiente; a este efecto, de los canales axiales conducen unos adicionales canales radiales hacia el interior del canal de salida del caldo metálico.

Los métodos de este tipo, aplicados para impedir ó para mermar este efecto de vórtice, se han mostrado hasta ahora como ineficaces.

Por consiguiente, la presente invención tiene el objeto de perfeccionar un dispositivo de la clase mencionada al principio, tal como el mismo está descrito de forma aproximada en la Patente Europea Núm. EP 0 097 610 A1, y esto de tal modo que la eliminación del referido efecto de formación de remolinos pueda ser realizada de una manera sencilla.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue, conforme a la parte distintiva de la reivindicación de patente 1), por el hecho de que en la pared tubular de por lo menos el tubo de cambio, que desemboca en la parte interior del recipiente, están previstos unos cabales que se extienden en el sentido axial y que desembocan por ambos lados frontales de este tubo; canales éstos que están en comunica-
ción - por aquel lado frontal del tubo, el cual se encuentra alejado de la parte interior del recipiente - con una aportación de gas.

La introducción de un gas mediante soplado en un caldo metálico es ya conocida (Véase lo anteriormente indicado).

Durante el tratamiento metalúrgico secundario del acero producido, el gas introducido desde abajo y a través del fondo del caldero - en el metal en fusión para generar un proceso de circulación del caldo metálico, con el fin de que pueda ser conseguida una homogeneización de la temperatura, tanto del caldo como de los componentes de alineación que están disueltos dentro del mismo.

En los sistemas del barrido de gas de este tipo es así, que en el fondo del caldero están introducidos unos ladrillos de perforación cuadrados ó redondos dentro de los cuales están previstas unas piedras de barrido de forma cónica, las cuales están diseñadas de tal modo que el gas pueda pasar por las mismas y hacia el interior del caldo metálico. Se conocen distintos tipos de piedras como, por ejemplo, las piedras de barrido porosas, las piedras de barrido ranuradas, unas piedras de barrido en forma de estrella, etc.

Con el objeto de impedir que el gas pueda salirse lateralmente de las piedras de barrido, las mismas están rodeadas de una envolvente metálica.

La altura del nivel de acero dentro del caldero puede ser, por encima de las piedras de barrido de hasta 4 metros.

Durante la introducción del gas - mediante soplado y desde abajo - en el caldo metálico, se puede observar, por la superficie del metal en fusión, un fenómeno llamado "calva". Tal como permite suponer este término técnico, el nivel del caldo metálico está, en este concreto punto absolutamente exento de cuerpos extraños.

La abertura de sangría en el recipiente de un horno eléctrico (de forma análoga también en un convertidor) está constituida por los llamados tubos de cambio de los que varios tubos, puestos uno sobre el otro, forman la abertura, que se estrecha hacia abajo. Los tubos de cambio de este tipo están hechos de magnesita, de hormigón de corindón ó de otros materiales resistentes al fuego. Estos tubos de cambio están rodeados por los ladrillos del marco de la sangría; en este caso, entre los tubos de cambio y los ladrillos del marco de la sangría existe una ranura, que se rellena de un material refractario. En dirección hacia abajo, este sistema está rematado por una llamada piedra de tazón. En este caso, la abertura de la piedra de tazón puede ser cerrada por medio de una corredera.

Ahora bien, según la presente invención está ahora previsto que, de forma similar a las llamadas piedras de barrido, en la pared de los tubos de cambio están (dispuestos por lo menos del tubo superior ó de los dos tubos superiores) unos canales, que se extienden en el sentido axial y que desembocan en la parte interior del recipiente. Estos canales se encuentran en comunición con la aportación del gas.

Tan pronto que el recipiente haya sido inclinado hacia su posición de sangría, comienza a funcionar la aportación del gas. El gas, que sale de los canales, elimina el mogote que, por encima de la boca de sangría, está constituido por el material de relleno. A continuación se gira la corredera, situada por debajo de la piedra de tazón, hacia fuera y se quita el material de relleno dentro de la abertura de sangría. El caldo metálico puede fluir ahora hacia fuera para entrar en el caldero, en este caso, por encima de la abertura de sangría se forman los mencionados remolinos. El gas, que entra en el caldo metálico, forma dentro del caldero - de una manera similar al proceso del barrido - por encima de las aberturas de los canales la antes descrita "calva", lo que significa que dentro de esta zona la escoria es desplazada hacia fuera y queda impedido que la misma pueda fluir, a través de la abertura de sangría, hacia el interior del caldero.

La introducción del gas mediante soplado es continuada durante tanto tiempo hasta que el recipiente haya ocupado otra vez su posición inicial y que la boca de sangría ya no esté cubierta por el metal en fusión.

En este caso es evidente, que es empleado un gas que no pueda perturbar las propiedades metalúrgicas del caldo metálico producido.

Con el objeto de que el gas no pueda salirse lateralmente de los tubos de cambio, resulta que estos están rodeados por fuera con un envolvente, hecha de acero inoxidable.

Si bien puede pensarse en que los canales atraviesan todos los tubos de cambio, que están dispuestos uno sobre el otro, de forma preferente está previsto, sin embargo, equipar con estos canales solamente el tubo de cambio superior ó bien los dos tubos de cambio superiores. Los dos tubos de cambio superiores también pueden estar realizados con una sola pieza, por lo que estos tubos constituyen una unidad.

La geometría de los canales y la forma de disposición de los mismos son realizadas en función de las respectivas exigencias de su aplicación.

La realización y la geometría de los canales pueden estar basadas en las experiencias que se han adquirido con el empleo de las piedras de barrido.

Con el fin de que todos los canales conductores del gas puedan recibir el gas de una manera uniforme, resulta que el tubo de cambio inferior, que comprende el canal, está provisto, por su lado inferior, de una cámara anular en la que desembocan todos los canales y en la cual entra asimismo el tubo de aportación de gas que se extiende, por ejemplo dentro de la zona situada entre los tubos de cambio y las piedras ó ladrillos de marco, que rodean los tubos. Para ello puede ser empleada la ranura, ya existente entre estos dos elementos de construcción, ó bien se tiene prevista una ranura en la cara exterior de aquellos tubos de cambio, que no tienen canales.

Con el objeto de impedir el paso de chispas eléctricas sobre los tubos conductores de gas y la destrucción ó un deterioro en los mismos, según las reivindicaciones 10) y 11) está previsto, de forma alternativa, ó de poner la envolvente metálica del recipiente metalúrgico al mismo potencial eléctrico de los tubos conductores de gas ó bien aislar, conforme a la reivindicación 11), los tubos conductores de gas con respecto al potencial eléctrico puesto en el recipiente metalúrgico.

A continuación, la presente invención es explicada con más detalles a través de los planos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 muestra la vista de sección longitudinal de un horno eléctrico;

La Figura 2 indica - en una vista de perspectiva y de sección - el sistema de sangría de un recipiente según la Figura 1;

La Figura 3 muestra la vista de sección de un tubo de cambio según una forma de realización especial; mientras que

Las Figuras 4a hasta 4c indican tres posibles geometrías para los canales en los tubos de cambio.

La Figura 1 muestra la vista de sección longitudinal de un horno eléctrico para la producción de acero, el cual está indicado, en su conjunto, por la referencia 1. En su vista en planta, el recipiente 1 es de una configuración periforme, aproximadamente; en este caso, por el extremo 2, que termina en forma de punta, está prevista, por el fondo 2 del recipiente 1, la abertura ó boca de sangría 4. Aproximadamente por la zona central del fondo 3 está dispuesto el ánodo 5. El cátodo y la tapadera del recipiente no están indicados aquí.

El recipiente 1 puede ser volcado por un eje, que atraviesa el plano del dibujo en el sentido vertical. Dentro de este recipiente 1 es fundida principalmente chatarra, pudiendo el caldo metálico alcanzar, al término del proceso de fusión, la altura indicada por la referencia 6.

En la Figura 2 está indicado, a escala de aumento, el sistema de sangría, con la boca de sangría 4. En el presente caso, este sistema de sangría se compone de cinco tubos de cambio, 7 y 7' que están dispuestos uno sobre el otro y cuyo diámetro de abertura se reduce en dirección hacia abajo. Estos tubos de cambio, 7 y 7', están rodeados por unos ladrillos de marco de sangría 8, que están realizados de forma cúbica; en este caso, la ranura 9 - situada entre los tubos de cambio, 7 y 7', y los ladrillos de marco de sangría 8 - está llena de un material de relleno de tipo refractario. Por su parte inferior, este sistema de sangría está rematado por medio de una piedra de tazón 10, cuya abertura puede ser cerrada a través de una corredera, que aquí no está indicada.

Los dos tubos de cambio superiores 7' disponen de unos canales 11, que se extienden en el sentido axial y que están dispuestos en la pared de cada tubo; canales éstos que establecen una comunicación entre la parte interior del recipiente 1 y una cámara anular 12, que está prevista por el lado inferior del tubo de cambio inferior 7'. En esta cámara inferior 12 desemboca una tubería de aportación de gas 13, que entre los tubos de cambio y los ladrillos de marco de sangría 8 conduce hacia abajo y la que entre el ladrillo inferior de marco de sangría 8 y la piedra de tazón 10 conduce de forma oblicua hacia fuera.

En la Figura 3 está indicada una posible forma de realización para un tubo de cambio 7'. Este tubo de cambio 7' se compone de dos piezas, concretamente de una parte interior 14, que es de forma cónica, estrechándose la envolvente exterior de este cono en dirección hacia arriba. Este cono interior 14 está introducido en una parte exterior 15, cuya superficie interior está realizada de manera complementaria a la superficie exterior del cono interior 14.

La Figura 4c indica la vista en planta de un tubo de cambio 7' de este tipo. En este caso, los canales 11 para la conducción del gas están constituidos por unas estrías, conformadas en la superficie exterior del cono interior 14.

Otras posibles formas de realización para los canales pueden ser apreciadas en las Figuras 4a y 4b.

Según la Figura 4a, los canales 11 están realizados como unas hendiduras, dispuestas de forma radial, mientras que los canales 11 según el ejemplo de la Figura 4b quedan constituidos por un elevado número de taladros.

También pueden estar previstas otras geometrías y formas de realización de los canales como, por ejemplo, en la forma de estrellas ó en otras configuraciones similares.

A continuación, se describe brevemente el procedimiento de la presente invención:

Al término del proceso de fusión, el recipiente 1 es inclinado hacia abajo, de tal manera que la abertura de sangría 4 constituya ahora la parte inferior del recipiente 1.

Tan pronto como se encuentre el recipiente en esta posición, es iniciada la introducción del gas en el caldo metálico, mediante un soplado a través de los canales 11. Solamente después es abierto al sistema de sangría, de tal modo que el caldo metálico ó el metal en fusión pueda fluir, a través de la boca de sangría 4, hacia el interior de un caldero (no indicado aquí), que está colocado por debajo. Con la introducción del gas - a través de los canales 11 - en el caldo metálico, se consigue que sea contrarrestada la formación de un remolino por encima de la boca de sangría 4 de tal manera que, a causa de este remolino, no pueda ser arrastrada la escoria, por la boca de sangría 4 y hacia el interior del caldero.

Como consecuencia del gas introducido se presenta, por encima de la abertura de sangría 4, la llamada "calva", es decir, una zona en la cual la escoria es desplazada hacia un lado.

Al haber alcanzado el nivel dentro del caldero el valor deseado, el recipiente 1 es girado hacia su posición primitiva.

La aportación del gas es parada al ya no estar cubierta la abertura de sangría 4 por el material en fusión.

Claims (10)

1. Dispositivo para evitar el arrastre de la escoria durante la sangría de un caldo metálico desde un recipiente metalúrgico, en el cual la abertura de sangría (4) está constituida por unos tubos de cambio (7, 7') que, de forma resistente al desgaste, están hechos de un material refractario y los que están dispuestos uno sobre el otro, y los mismos se encuentran rodeados por unos ladrillos de marco (8) de la sangría; en este caso, el extremo inferior del sistema de cambio de sangría - que queda constituido de este modo - está formado por una piedra de tazón (10) en la cual está dispuesta una corredera, que cierra la abertura (4); dispositivo éste que está caracterizado porque en la pared de por lo menos aquél tubo de cambio (7'), que desemboca en la parte interior del recipiente, están previstos unos canales (11), que se extienden en el sentido axial y que desembocan por ambos lados frontales del tubo (7'); canales estos que por el lado frontal del tubo, el cual se encuentra alejado de la parte interior del recipiente, están en comunicación con una aportación de gas 13).

2. Dispositivo conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el tubo de cambio ó los tubos de cambio (7), en cuya pared están dispuestos los canales conductores de gas (1), está ó están rodeados por una envolvente de chapa de acero inoxidable.

3. Dispositivo conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque los canales (11) constituyen unas hendiduras, que circundan la abertura del tubo y que se extienden en el sentido radial.

4. Dispositivo conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque los canales (11) están constituidos por unos taladros, que circundan la abertura del tubo y los cuales están distribuidos de una manera uniforme.

5. Dispositivo conforme a las reivindicaciones 1) ó 2) y caracterizado porque los canales (11) quedan constituidos por el hueco, que se produce si el tubo de cambio (7') está compuesto por un tubo interior (14), que está realizado de forma cónica, y por un tubo exterior (15), realizado de manera complementaria, y si unas estrías de formación de canales están previstas ó en la superficie exterior del cono interior (14) ó bien en la superficie interior del cono exterior (15).

6. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque la aportación de gas (13) al tubo de cambio ó a los tubos de cambio, que poseen los canales, desembocan en una cámara anular (12), que está situada por debajo del tubo de cambio inferior, que comprende el canal, y esta cámara anular abastece todos, los canales con el gas.

7. Dispositivos conforme a la reivindicación 6) y caracterizado porque la aportación de gas (13) se compone de un tubo que, por encima de la piedra de tazón (10), desemboca en la ranura (9), situada entre los tubos de cambio (7) y los ladrillos de marco (8) de la sangría, y este tubo se extiende desde aquí de forma axial hacia la cámara anular (12).

8. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 7) y caracterizado porque los tubos de cambio (7'), que comprenden los canales (11), constituyen una unidad.

9. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque la envolvente metálica del recipiente metalúrgico se encuentra en el mismo potencial eléctrico como los tubos conductores de gas.

10. Dispositivo conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 8) y caracterizado porque los tubos conductores de gas se encuentran aislados con respecto al potencial en el cual está puesto el recipiente metalúrgico.