ES2305752T3 - Horno de conservacion del calor y dispositivo dosificador para masas fundidas de metal. - Google Patents
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Abstract
Horno de conservación del calor (1) para masas fundidas de metal, especialmente para masas fundidas de metal ligero, con una cámara de dosificación (8), comprendiendo un orificio de salida que puede cerrarse y que desemboca en un tubo ascendente (20), a través del cual la masa fundida de metal puede dosificarse hacia el punto de uso, pudiendo cerrarse el orificio de salida de forma activa mediante un émbolo de válvula (11, 12), caracterizado porque la cámara de dosificación (8) está alojada de forma giratoria y basculante con un tubo transportador (21) en el horno de conservación del calor (1).
Description
Horno de conservación del calor y dispositivo
dosificador para masas fundidas de metal.
La invención se refiere a un horno de
conservación del calor con dispositivo dosificador para masas
fundidas de metal, especialmente para la dosificación de masas
fundidas de metal ligero durante la colada a presión.
El documento DE-OS2022989
describe un sistema de dosificación automático para metales
líquidos, con el que, según dicho documento, las masas fundidas de
metal pueden dosificarse con precisión. El sistema de dosificación
automático es parte de un horno de conservación del calor, que es
alimentado de una masa fundida de metal, a través de una tapa de
alimentación. La salida de la masa fundida que se ha de dosificar se
realiza a través de un tubo de emisión provisto de dos electrodos
de medición. Para dosificar masa fundida, el horno se carga con
aire comprimido y la masa fundida sube por el tubo de emisión hasta
alcanzar los electrodos de medición emitiendo un impulso al
control. Del tubo de emisión sale la cantidad ajustada de masa
fundida de metal. A continuación, el horno se ventila a través de
un temporizador y la salida de masa fundida de metal se suspende
bruscamente. Sin embargo, la precisión no es suficiente para los
requisitos actuales y resulta desventajosa la formación de
escoria.
Se conoce otro dispositivo para colar masas
fundidas de metal según el documento
DE-A-19821650, que presenta un
depósito dosificador, que a través de un orificio que puede
cerrarse, está conectado en unión circulatoria con la cámara de
masa fundida de un horno de conservación del calor. El depósito
dosificador puede vaciarse mediante la aplicación de gas
comprimido, a través de un tubo ascendente, estando dispuesto el
orificio en el fondo del depósito dosificador pudiendo cerrarse
desde dentro mediante un cuerpo de válvula en un vástago de
válvula. El orificio está configurado de forma semiesférica o
cónica. El vástago de válvula y el cuerpo de válvula están
dispuestos dentro del depósito dosificador. El nivel de llenado en
el depósito dosificador se determina mediante un sensor del nivel
de llenado situado en el depósito dosificador.
Al principio de un proceso de dosificación, la
masa fundida fluye por sí sola al depósito dosificador, a través de
la válvula de fondo abierta, hasta el nivel de llenado predefinido
para el funcionamiento. Una vez alcanzado el nivel deseado, el
orificio de la válvula de fondo se cierra bajando y girando el
cuerpo de válvula. Mediante una sobrepresión definida del gas, la
masa fundida sale del depósito dosificador, por el tubo ascendente.
Es posible el reflujo en el tubo ascendente durante el nuevo llenado
del depósito dosificador. De este modo, en el tubo ascendente
pueden depositarse óxidos indeseables.
Una solución similar está representada en el
documento DK199800409, estando dispuesto el horno de conservación
del calor de tal forma que pueda ajustarse en altura. El ajuste de
altura se efectúa mediante un elevador tipo
pantógrafo.
pantógrafo.
El documento
DE-A-10034946 describe una bomba de
émbolo, cuya unidad de válvula se emplea como válvula combinada de
entrada y salida. Una válvula de este tipo está captada de forma
geométrica y, por tanto, no puede desmontarse sin llevar a cabo una
complicada limpieza de la bomba de émbolo.
Un horno de conservación del calor, destinado a
masas fundidas de metal ligero, se describe en el documento
JP-A-2001239357. A éste está
asignada una cámara de dosificación separada con un orificio que
puede cerrarse y que desemboca en un tubo ascendente hacia el punto
de uso. La salida puede cerrarse mediante un vástago de válvula,
teniendo que actuar en conjunto los elementos de cierre en la cámara
de dosificación.
La invención tiene el objetivo de proporcionar
un horno de conservación del calor, con un dispositivo de
dosificación para masas fundidas de metal, en el que, evitando los
inconvenientes del estado de la técnica sea posible la dosificación
precisa de masas fundidas de metal, especialmente de masas fundidas
de aluminio. La salida se soluciona mediante las características de
la reivindicación 1.
Se caracteriza por una válvula de salida
controlada de una cámara de dosificación con accionamiento
neumático, en combinación con electrodos de contacto o sensores de
nivel alternativos para masas fundidas de metal. La cámara de
dosificación está alojada de forma giratoria y basculante con el
tubo transportador en el horno de conservación del calor. Dicha
válvula de salida no sólo evita el reflujo de la masa fundida desde
el tubo ascendente, sino también aumenta la precisión de
dosificación, ya que no hay obstáculos de circulación inconstantes
que perturben la dosificación neumática. El nivel de la masa fundida
en el tubo ascendente puede mantenerse muy arriba, cerca de la
salida. Los óxidos pueden impurificar sólo en pequeña medida el tubo
ascendente y la válvula de salida.
Otras configuraciones ventajosas se describen en
las reivindicaciones subordinadas. Un soporte giratorio y
basculante de la cámara de dosificación le permite al tubo
transportador unido fijamente con la cámara de dosificación una
adaptación mucho mejor a las condiciones geométricas de la cámara de
colada que se ha de llenar, por ejemplo, de una máquina de colada a
presión. Además, mediante un pequeño movimiento basculante se
consigue un desacoplamiento de la unidad de dosificación de la
cámara de colada expuesta a fuertes vibraciones.
Un acoplamiento presenta una ayuda de
posicionamiento en forma de un casquillo de cerámica, especialmente
de un material cerámico reforzado con fibras. Dicho casquillo de
cerámica encaja en un orificio de la cámara de colada, de modo que
es posible una dosificación exacta desde abajo. Para este fin, el
acoplamiento está alojado además en una calota del tubo
transportador, que comprende además un elemento de estanqueización.
Esta disposición permite tanto una compensación angular como la
compensación de un desplazamiento axial hasta \pm 2 mm,
aproximadamente. El orificio está realizado como casquillo alojado
en un casquillo de fundición gris.
El tubo transportador está provisto de una
calefacción y con un aislamiento espumeado.
Para una transición estanca hacia el horno de
conservación del calor, entre el tubo transportador y el horno de
conservación del calor está dispuesto un aro cerámico de
estanqueización que además está rodeado por un aro de acero que se
ocupa de una evacuación rápida de la energía térmica en la zona de
transición. Aumenta la vida útil y facilita el manejo.
A continuación, la invención se describe
detalladamente en un ejemplo de realización, con la ayuda de un
dibujo. En el dibujo, muestran
la figura 1 un horno de conservación del calor,
representado en sección
la figura 2 un dispositivo dosificador para
masas fundidas de metal con variantes de detalles (figuras 2a,
2b)
la figura 3 un dispositivo de giro y basculación
en una vista desde arriba y
la figura 4 un dispositivo de giro y basculación
en un alzado lateral
la figura 5 una vista de detalle hacia el tubo
transportador.
El horno de conservación del calor 1, destinado
por ejemplo a masas fundidas de aluminio, se compone, habitualmente,
de una cuba de acero 2 que absorbe la fuerza, con un aislamiento
refractario 3. El calentamiento se efectúa por una calefacción de
techo, sumergida o de fondo, no representada explícitamente. El
horno de conservación del calor 1 está relleno de una masa fundida
de aluminio hasta un nivel de llenado 4 mínimo.
La alimentación de la masa fundida de metal se
efectúa a través de un tubo 5 que cierra de forma estanca un
orificio de llenado de la cuba de acero 2 y cuyo extremo inferior se
encuentra permanentemente por debajo del nivel de llenado 4, por lo
que se reducen fuertemente la formación de óxido y la entrada de gas
durante el llenado. Sobre el tubo 5 está colocado un embudo 7, y la
masa fundida de metal llega desde el embudo 6 al tubo 5, a través
de un filtro 7.
En otro orificio de la cuba de acero 2 está
dispuesta una cámara de dosificación 8, en la que se encuentra un
dispositivo de dosificación para la cantidad de masa fundida de
metal que se ha de dosificar por cada proceso de colada. El
dispositivo de dosificación comprende una válvula de salida con un
émbolo de válvula 11 y un asiento de válvula 12. El asiento de
válvula 12 constituye la conexión con un tubo ascendente 20. El
émbolo de válvula 11 está sujeto, por su extremo superior, en un
fuelle 18 estanco al gas y resistente al calor, y está guiado y
accionado mediante cilindros neumáticos 17. Paralelamente a esta
unidad de accionamiento de válvula, puede existir una unidad de
accionamiento análoga, estanca al gas, para el accionamiento activo
de dos electrodos de exploración 16 y 16'. Al arrancar la secuencia
de dosificación, la masa fundida de metal queda succionada a la
cámara de dosificación 8 de forma neumática, a través de una válvula
de fondo (válvula de entrada pasiva 13) y/o a través de un
rebosadero 14. Al reaccionar (superficie de masa fundida (15) los
electrodos de exploración 16 y 16', esta succión se acaba
bruscamente. Los electrodos de exploración 16 y 16' retornan a su
posición inicial. De este modo, se ven atacados menos por la masa
fundida de metal y se puede evitar en gran medida la formación de
hilos molestos. Un rebosadero 14 o una válvula de fondo 13 activa o
pasiva evitan o limitan el reflujo de la masa fundida de metal de la
cámara de dosificación 8 al horno de conservación del calor 1. Tras
abrir la válvula de salida 11, 12, la masa fundida de metal puede
ser transportado de forma neumática a la máquina de colada, a
través del tubo ascendente 20. Una vez alcanzada la cantidad de
dosificación, el émbolo de válvula 11 cierra el asiento de válvula
12 finalizando de esta manera con precisión el proceso de
dosificación. Un posible reflujo de la masa fundida de metal del
tubo ascendente 20 a la cámara de dosificación 8 se evita de manera
fiable.
El nivel de la masa fundida (superficie 15 de la
masa fundida) puede mantenerse con un ligero rebose, lo que puede
incrementar la precisión de dosificación.
Al retornar, los electrodos 16, 16' tienen que
hacer tope con el cilindro neumático 17 para soltar el metal
adherido.
El tubo ascendente 20 puede conectarse con la
cámara de colada 24, a través de un tubo ascendente 21 con un pico
de salida 22 o un acoplamiento 23.
Sólo gracias al procedimiento descrito, la
válvula de salida y el tubo transportador 21 se ven influenciados
sólo mínimamente por óxidos/escorias, garantizando un traspaso
fiable de la masa fundida.
El acoplamiento 23 presenta una ayuda de
posicionamiento independiente del ángulo y desplazable lateralmente,
en forma de una calota 44. En la zona no calentada entre el
acoplamiento y la salida (orificio 43) en la cámara de colada 24,
como aislamiento está insertado un casquillo de cerámica 41, lo que
perite una dosificación exacta desde abajo al evitar la
solidificación. Dentro del acoplamiento 23, entre el tubo ascendente
21 y la calota 44 se incorpora un elemento de estanqueización 45.
Esta disposición permite tanto una compensación angular, como la
compensación de un desplazamiento axial hasta \pm 2 mm,
aproximadamente. El orificio 43 de la cámara de colada 24 está
realizada como casquillo 42 recambiable (casquillo soldado). Se
realiza en fundición gris, lo que permite un recambio económico con
una buena resistencia a la masa fundida.
El tubo transportador 21 está dotado de una
calefacción 52 y un aislamiento espumeado 51.
Para una transición estanca hacia el horno de
conservación del calor 1, entre el tubo transportador 21 y el horno
de conservación del calor 1 está dispuesto un aro de estanqueización
de cerámica 53 que además está rodeado por un aro de acero 54 que
se ocupa de la evacuación rápida de la energía térmica en la zona de
transición. De esta forma, en caso de una falta de estanqueidad, la
masa fundida de metal se solidifica directamente, lo que garantiza
una buena durabilidad de la unión y simplifica el manejo.
Para una adaptación óptima del traspaso de la
masa fundida al lugar y la posición de la cámara de colada 24, el
dispositivo de dosificación, incluido el tubo transportador 21, está
instalado de forma giratoria y basculante en el horno de
conservación del calor 1. De dispositivo de giro y basculación sirve
un brazo giratorio 30 en el que se instala un aro basculante 31
como cámara de dosificación 8 incorporada. El apoyo 32 del tubo
transportador está conectado rígidamente con dicho aro basculante
31. De esta manera, las fuerzas que actúan sobre el tubo
transportador 21 se convierten a la mayor brevedad posible en un
movimiento del dispositivo de giro y basculación, lo que reduce la
carga del tubo transportador 21 aumentando su durabilidad.
El horno de conservación del calor 1 puede estar
dispuesto sobre un dispositivo elevador en forma de un elevador
tipo pantógrafo. Dado que los cilindros de accionamiento para el
elevador tipo pantógrafo pueden estar dispuestos lateralmente por
fuera en la cuba de acero 2, puede mantenerse reducida la altura de
construcción mínima del elevador tipo pantógrafo.
- 1
- Horno de conservación del calor
- 2
- Cuba de acero
- 3
- Aislamiento
- 4
- Nivel de llenado
- 5
- Tubo
- 6
- Embudo
- 7
- Filtro
- 8
- Cámara de dosificación
\vskip1.000000\baselineskip
- 11
- Émbolo de válvula
- 12
- Asiento de válvula
- 13
- Válvula de entrada pasiva
- 14
- Rebosadero
- 15
- Superficie de la masa fundida
- 16
- Electrodo
- 16'
- Electrodo
- 17
- Cilindro neumático
- 18
- Fuelle
\vskip1.000000\baselineskip
- 20
- Tubo ascendente
- 21
- Tubo transportador
\vskip1.000000\baselineskip
- 22
- Pico de salida
- 23
- Acoplamiento
- 24
- Cámara de colada
\vskip1.000000\baselineskip
- 30
- Brazo giratorio
- 31
- Aro basculante
- 32
- Apoyo del tubo transportador
\vskip1.000000\baselineskip
- 41
- Casquillo de cerámica
- 42
- Casquillo
- 43
- Orificio
- 44
- Calota
- 45
- Elemento de estanqueización
\vskip1.000000\baselineskip
- 51
- Aislamiento
- 52
- Calefacción
Claims (14)
1. Horno de conservación del calor (1) para
masas fundidas de metal, especialmente para masas fundidas de metal
ligero, con una cámara de dosificación (8), comprendiendo un
orificio de salida que puede cerrarse y que desemboca en un tubo
ascendente (20), a través del cual la masa fundida de metal puede
dosificarse hacia el punto de uso, pudiendo cerrarse el orificio de
salida de forma activa mediante un émbolo de válvula (11, 12),
caracterizado porque la cámara de dosificación (8) está
alojada de forma giratoria y basculante con un tubo transportador
(21) en el horno de conservación del calor (1).
2. Horno de conservación del calor según la
reivindicación 1, caracterizado porque un accionamiento
estanco al gas y resistente al calor de este émbolo de válvula (11)
se realiza a través de un fuelle (18).
3. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dispone de
electrodos de exploración (16, 16') que pueden retirarse de forma
activa durante el llenado de la cámara de dosificación (8), después
de la exploración de la superficie (15) de su masa fundida.
4. Horno de conservación del calor según la
reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el accionamiento
estanco al gas y resistente al calor del movimiento de retirada de
los electrodos de exploración (16, 16') se realiza a través del
fuelle (15).
5. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la
introducción de la masa fundida de metal en la cámara de
dosificación (8) se realiza a través de un rebosadero (14) en la
cámara de dosificación (8).
6. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la
exploración de la superficie (15) de la masa fundida puede
realizarse antes de alcanzar el rebosadero (14).
7. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la
introducción de la masa fundida de metal en la cámara de
dosificación (8) se realiza a través de una válvula de entrada (13)
controlada activamente o pasiva.
8. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque mediante
una disposición concéntrica del brazo giratorio (30) y del aro
basculante (31) se consigue un aislamiento máximo de la cámara de
dosificación (8) llena de la masa fundida de metal.
9. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la masa
fundida de metal puede traspasarse, mediante la aplicación de una
presión, por ejemplo mediante gas inerte, de la cámara de
dosificación (8), a través del tubo ascendente (20), a una
acanaladura de colada, un sistema de tuberías, una cámara de colada
(24) o un molde de colada.
10. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el
desarrollo de la presión en la cámara de dosificación (8) puede
registrarse mediante un sistema de sensores.
11. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el proceso
de dosificación está regulado mediante un control programable.
12. Horno de conservación del calor según una de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el tubo
transportador (21) presenta un acoplamiento (23) provisto de una
ayuda de posicionamiento.
13. Horno de conservación del calor según la
reivindicación 12, caracterizado porque la ayuda de
posicionamiento está realizada como calota (44).
14. Horno de conservación del calor según las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el traspaso de
la masa fundida después del acoplamiento (23) está aislado mediante
un casquillo de cerámica (41), insertado en la cámara de colada
(24) dentro de un casquillo de desgaste (42) recambiable.
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