ES2335098T3 - Dispositivo de inyeccion de un gas de tratamiento en un metal liquido. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de inyección (8) de un gas de tratamiento en un metal líquido contenido en una cuba (1), estando destinado dicho dispositivo a ser fijado en una de las paredes (2) de la cuba y comprendiendo al menos una boquilla (18) de inyección provista de un orificio de extremidad (19), caracterizado porque comprende un medio móvil (14) maniobrable desde el exterior del dispositivo de inyección y apto para eliminar obstrucciones de dicho orificio de extremidad de la boquilla y porque el medio móvil comprende un vástago (14) montado deslizante en el interior de la boquilla (18), siendo apto dicho vástago para pasar de una posición de reposo, durante la que está situado retirado del orificio de extremidad (19) de manera que permita el paso del gas de tratamiento, a una posición avanzada.
Description
Dispositivo de inyección de un gas de
tratamiento en un metal líquido.
El presente invento se refiere, por una parte, a
un dispositivo de inyección de un gas de tratamiento en un metal
líquido contenido en una cuba, y por otra parte, a una cuba
utilizada en metalurgia y que comprende al menos tal dispositivo de
inyección.
Es conocido el hecho de tratar un flujo de metal
líquido antes de colarlo en forma de un producto metalúrgico,
pudiendo el metal líquido consistir en particular en aluminio, una
aleación de aluminio, magnesio, o una aleación de magnesio. El
tratamiento del metal liquido consiste generalmente en
desembarazarle de los gases disueltos, en particular el hidrógeno,
pero también de las impurezas disueltas, como los metales alcalinos,
y de las inclusiones sólidas o líquidas que podrían perjudicar a la
calidad de los productos colados.
De manera clásica, esta etapa de tratamiento es
realizada por inyección de un gas de tratamiento en el seno del
metal líquido contenido en una cuba. El gas de tratamiento puede
consistir en un gas inerte e insoluble en el metal líquido, tal
como argón, y un gas reactivo como el cloro, o aún en una mezcla de
estos.
El gas inerte e insoluble absorbe el gas
disuelto por efecto de dilución y lo lleva con él. El gas reactivo
reacciona con ciertas impurezas disueltas y genera así inclusiones
líquidas o sólidas que, como las ya presentes en el metal líquido,
pueden ser eliminadas por una operación de filtrado.
La patente norteamericana nº 5.846.479 describe
una cuba de tratamiento en línea de un flujo de metal líquido que
comprende una pluralidad de boquillas o toberas fijadas en la pared
de la cuba. Una parte de cada boquilla está situada en el exterior
de la cuba y otra parte de ésta comprende un orificio de extremidad
alojado en el interior de la cuba. Sin embargo, este orificio de
extremidad posee un diámetro muy fino que es susceptible de ser
construido por el metal líquido y los óxidos de metal.
La limpieza de este orificio puede ser efectuada
después de la parada de la instalación y apertura de la cuba, a
partir del interior de ésta. Esto constituye sin embargo una
operación laboriosa que se traduce por una pérdida de tiempo y por
una ruptura en el procedimiento de tratamiento.
Por otra parte, el documento
SU-A-863.188 describe una boquilla
de eyección de metal líquido asociada a un vástago que permite
eliminar obstrucciones de esta boquilla. El documento
US-A-5.667.687 divulga un ciclón
provisto de un dispositivo de desbloqueo, que comprende un vástago
móvil con relación a un orificio del ciclón, a fin de retirar una
eventual materia sólida presente en este orificio.
El propósito del invento es proporcionar un
dispositivo que permite realizar la eliminación de obstrucciones
del orificio de cada boquilla en el propio curso del funcionamiento
de la instalación.
A este efecto, el invento se refiere a un
dispositivo de inyección de un gas de tratamiento en un metal
líquido contenido en una cuba, estando destinado dicho dispositivo
a ser fijado en una de las paredes de la cuba y comprendiendo al
menos una boquilla o tobera de inyección provista de un orificio de
extremidad, caracterizado porque comprende un medio móvil
maniobrable desde el exterior del dispositivo de inyección y apto
para eliminar obstrucciones de dicho orificio de extremidad de la
boquilla y porque el medio móvil comprende un vástago montado
deslizante en el interior de la boquilla, siendo apto dicho vástago
para pasar de una posición de reposo, durante la que está situado
retirado del orificio de extremidad de la boquilla de manera que
permita el paso del gas de tratamiento, a una posición avanzada, en
la que puede eventualmente desembocar del orificio de
extremidad.
Así, ya sea el gas de tratamiento empleado un
gas inerte o un gas reactivo, es entonces posible, perforando y/o
empujando los depósitos que obstruyen el orificio de extremidad de
la boquilla con ayuda del medio móvil maniobrable desde el exterior
de la cuba, proseguir el procedimiento de tratamiento del metal
líquido sin alterar la calidad de tratamiento.
Dicho medio móvil es ventajosamente apto para
atravesar el orificio de extremidad, lo que permite facilitar la
eliminación de obstrucciones de éste.
Según una primera variante de realización, el
vástago presenta una parte de aguas arriba que es, por una parte,
apta para atravesar con estanquidad una extremidad de la boquilla
opuesta al orificio de extremidad, y por otra parte, equipada con
un órgano de mando manual. Este último comprende ventajosamente una
empuñadura.
Ventajosamente, el dispositivo comprende un
elemento elástico, típicamente un resorte, que permite el
mantenimiento del vástago en posición de reposo.
Según una segunda variante de realización, un
órgano de mando automatizado está unido al vástago. Este órgano de
mando puede ser realizado por ejemplo con ayuda de un elemento de
maniobra que actúa sobre el deslizamiento del vástago; tal como un
elemento neumático, eléctrico o electromecánico. Estos órganos
automatizados pueden ser mandados por un operario o por un sistema
programable. Es entonces ventajoso, en el caso en que varios
dispositivos de inyección están previstos, asociar uno o varios
elementos de maniobra, de manera que provoquen el deslizamiento de
los diferentes vástagos.
La boquilla contiene de preferencia al menos un
medio de guiado del vástago. Este puede estar constituido por un
anillo que presenta un orificio central y orificios periféricos. El
vástago desliza entonces a través del orificio central del anillo y
el gas inyectado pasa a través de los orificios periféricos.
Ventajosamente, en sección, el diámetro del
vástago disminuye en dirección del orificio de extremidad de la
boquilla.
El presente invento se refiere igualmente a una
cuba de tratamiento de un metal líquido, tal como una cuba de
tratamiento de un flujo de metal líquido (denominada "cuba de
tratamiento en línea"), caracterizada porque comprende al menos
un dispositivo de inyección de gas según el invento. En el caso en
que tal cuba comprende varios dispositivos de inyección, es
entonces ventajoso accionar estos últimos según un desplazamiento
temporal con ayuda de un órgano de mando o automatizado. Este puede
por ejemplo ser realizado con ayuda de un árbol de levas cuyas
levas están fijadas según un desplazamiento angular.
El invento se refiere, igualmente, a la
utilización de la cuba de tratamiento de un metal líquido definido
precedentemente. El metal líquido puede ser aluminio, una aleación
de aluminio, magnesio, o una aleación de magnesio.
El invento será mejor comprendido con ayuda de
la descripción detallada siguiente y de las figuras adjuntas.
La fig. 1 es una vista en corte transversal de
una cuba que comprende varios dispositivos de inyección según el
invento.
La fig. 2 es una vista parcial en corte de la
cuba según la línea II-II de la fig. 1.
Una cuba 1 según un modo de realización
ventajoso del invento está representada en la fig. 1. Esta cuba 1
comprende una pared lateral 2 y un fondo 3 que permite definir un
compartimiento de tratamiento 4, una tapa 5, medios de entrada 6 y
de salida 7 del metal líquido, y dispositivos de inyección 8 de un
gas de tratamiento según el invento.
El o cada dispositivo de inyección 8 está
típicamente fijado en la pared lateral 2 de la cuba 1 que está
constituida por un ensamblaje de capas 9 a 11, estando la capa 9
exterior realizada de metal (y es generalmente denominada
"cajón") y estando las otras capas 10 y 11 realizadas de
materiales refractarios. La capa 10, que puede estar formada de
varias capas superpuestas, tiene generalmente por función aislar
térmicamente la cuba. La capa 11 es más específicamente apta para
resistir al metal líquido.
La fig. 2 ilustra más específicamente un modo de
realización ventajoso de uno de los dispositivos de inyección
8.
En este modo de realización, el dispositivo de
inyección 8 comprende un vástago 14 metálico que puede deslizar en
un alojamiento sensiblemente tubular, siendo este último igualmente
utilizado para la admisión del gas de tratamiento en el seno del
compartimiento de tratamiento 4 de la cuba 1.
Más precisamente, el dispositivo de inyección se
descompone, por una parte, en una parte de aguas arriba 15 situada
en el exterior de la cuba 1, estando fijada esta parte de aguas
arriba 15 por una de sus extremidades en un elemento de unión 16
hueco que está en comunicación libre con un depósito de gas de
tratamiento (no representado), y por otra parte en una parte de
aguas abajo 17 que comprende una boquilla 18, fijada en el elemento
de unión 16. La boquilla 18 presenta un orificio de extremidad 19
situado en el interior del compartimiento de tratamiento 4 de
la
cuba 1.
cuba 1.
El vástago 14 presenta una primera extremidad,
situada en el exterior de la cuba 1 y del dispositivo de inyección
8, a la que está unida una empuñadura 20, y una segunda extremidad
alojada en la cuba 1. Excepto un escalón 21 anular solidario del
vástago 14 en la proximidad de su primera extremidad, el vástago 14
posee un diámetro que disminuye típicamente de manera no regular en
dirección de su segunda extremidad. Un resorte 22, introducido por
la segunda extremidad del vástago 14, está colocado alrededor de
éste y posee un diámetro ligeramente inferior al del escalón 21.
La parte de aguas arriba 15 está realizada a
partir de un cuerpo 24 sensiblemente tubular que presenta una
extremidad de aguas arriba, un canal central, y con extremidad de
aguas abajo. Al nivel de la extremidad de aguas arriba, el diámetro
del canal central es sensiblemente igual al presentado por la
protuberancia 21 del vástago 14. Una primera junta de estanquidad
25 está fijada en el cuerpo 24 y está destinada a cooperar con el
escalón 21 cuando el vástago 14 es introducido en el canal central.
A nivel de la extremidad de aguas abajo, el canal central presenta
un escalón interno 26 cuyo diámetro es sensiblemente igual al del
vástago 14. Una segunda junta de estanquidad 27 está fijada en este
escalón 26. Los medios de estanquidad 25, 27 son particularmente
ventajosos cuando el gas de tratamiento es reactivo.
Después de la introducción del vástago 14, el
resorte 22 que no está sometido a ningún esfuerzo, se encuentra
apoyado contra el escalón 21 y el escalón interno 26. Una tuerca 28,
que posee un orificio central cuyo diámetro es sensiblemente igual
al del vástago 14 y por tanto inferior al del escalón 21, es roscada
alrededor de la extremidad de aguas arriba del cuerpo 24 de manera
que impida la extracción accidental del vástago 14.
El elemento de unión 16 está dotado de un canal
central en el que puede deslizar lo gastado 14 y de un vaciado
periférico en el que puede ser insertado un conducto 29 que proviene
del depósito de gas de tratamiento.
En la forma de ejecución representada en el
dibujo, la boquilla 18 de la parte de aguas abajo 17 está realizada
más particularmente a partir un tubo 30 metálico que presenta, por
una parte, una primera extremidad fijada en la extremidad de aguas
abajo del elemento de unión 16, y por otra parte, una segunda
extremidad que aprisiona un cuerpo 31 metálico sensiblemente
tubular.
Este cuerpo 31 posee una extremidad diseñadas
que viene a apoyarse contra la extremidad de aguas arriba, realizada
en forma de un escalón externo 33 biselado, de una pequeña boquilla
34 de material refractario que presenta por otra parte una
extremidad de aguas abajo que termina por el orificio de extremidad
19. Esta pequeña boquilla 34 es estabilizada con ayuda de una
tuerca 35 roscada en el cuerpo 31 y que presenta un orificio central
cuyo diámetro es sensiblemente igual al de dicha pequeña boquilla
34. La segunda extremidad de la boquilla 18 está finalmente
insertada en un cuerpo 37 de material refractario que presenta un
vaciado cónico y que está fijado en la capa 11 de la pared lateral
2 de la cuba 1. En reposo, la segunda extremidad del vástago 14 está
entonces situada retirada del orificio de extremidad de la pequeña
boquilla 34.
El dispositivo de inyección 8 es mantenido
fijamente con ayuda de un soporte realizado a partir de dos vástagos
38, 39 metálicos que presentan cada uno una extremidad solidaria de
una muesca de la capa 9 metálica de la pared lateral 2 de la cuba
1. Una placa 40 que comprende una perforación central y dos
perforaciones periféricas es deslizada y luego fijada a lo largo de
los dos vástagos 38, 39. El dispositivo de inyección 8 es en primer
lugar deslizado a través de la perforación central de la placa 40, y
luego fijado cuando está convenientemente posicionado.
El gas de tratamiento utilizado puede consistir
tanto en un gas inerte e insoluble como el argón, como en un gas
reactivo tal como el cloro, o aún en una mezcla de estos.
En funcionamiento, este gas de tratamiento es
introducido en el elemento de unión 16 y es llevado a atravesar la
parte de aguas abajo 17 del dispositivo de inyección. Es finalmente
eyectado o expulsado por el orificio de extremidad 19 de la pequeña
boquilla 34 en el compartimiento de tratamiento y cuatro que
contiene el metal
líquido.
líquido.
Cuando un manipulador desea quitar las impurezas
que han comenzado a obstruir el orificio de extremidad 19 de la
pequeña boquilla 34, este manipulador coge la empuñadura 20 y
provoca el deslizamiento del vástago 14. Bajo el efecto de esta
traslación, la segunda extremidad del vástago 14 es entonces llevada
a atravesar el orificio de extremidad 19 y por tanto a perforar y/o
de empujar los eventuales depósitos residuales. Cuando el
manipulador suelta la empuñadura 20, el resorte 22 se distiende
entre el escalón 21 y el escalón interno 26, y el vástago 14 vuelve
así a su posición de reposo.
Hay que observar que el vástago 14, en lugar de
ser mandado manualmente con ayuda de la empuñadura 20, puede ser
accionado por un órgano de mando automatizado (neumático,
electromecánico u otro), lo que evita las intervenciones de
operarios. Una ventaja reside entonces en el hecho de que es posible
regular este órgano de mando automatizado de manera que los
diferentes dispositivos de inyección 8 sean accionados según un
desplazamiento temporal.
Un metal líquido 41 puede ser tratado según un
procedimiento que comprende típicamente:
- -
- la colocación de una cuba de tratamiento 1 provista de al menos un dispositivo de inyección según el invento,
- -
- la puesta en circulación del metal líquido 41 de manera que forme un flujo determinado de dicho metal en el interior de la cuba,
- -
- la inyección de un gas de tratamiento con ayuda del o de los dispositivos de inyección 8,
- -
- eventualmente, la activación del medio 14 para liberar el orificio de extremidad 19 de la o de cada boquilla 18.
\vskip1.000000\baselineskip
La operación de colocación de la cuba de
tratamiento en línea comprende típicamente la conexión de ésta al
menos a un canalón 12 de alimentación de metal líquido y al menos a
un canalón 13 de evacuación de metal líquido.
Aunque el invento haya sido descrito en unión
con ejemplos particulares de realización, es muy evidente que no
está limitado en ningún modo a ellos y que comprende todos los
equivalentes técnicos de los medios descritos así como sus
combinaciones, si éstas entran en el marco del invento.
- 1
- Cuba de tratamiento
- 2
- Pared lateral de la cuba
- 3
- Fondo de la cuba
- 4
- Compartimiento de tratamiento
- 5
- Tapa
- 6
- Medios de entrada del metal líquido
- 7
- Medios de salida del metal líquido
- 8
- Dispositivo de inyección
- 9
- Capa exterior
- 10
- Capa refractaria
- 11
- Capa refractaria
- 12
- Canalón de alimentación
- 13
- Canalón de evacuación
- 14
- Vástago
- 15
- Parte de aguas arriba del dispositivo de inyección
- 16
- Elemento de unión
- 17
- Parte de aguas abajo del dispositivo de inyección
- 18
- Boquilla
- 19
- Orificio de extremidad
- 20
- Órgano de mando manual
- 21
- Escalón
- 22
- Elemento elástico
- 24
- Cuerpo tubular
- 25
- Junta de estanquidad
- 26
- Escalón interno
- 27
- Junta de estanquidad
- 28
- Tuerca
- 29
- Conducto
- 30
- Tubo metálico
- 31
- Cuerpo metálico
- 33
- Escalón externo
- 34
- Pequeña boquilla
- 35
- Tuerca
- 37
- Cuerpo de material refractario
- 38
- Vástago metálico
- 39
- Vástago metálico
- 40
- Placa
- 41
- Metal líquido.
Claims (13)
1. Un dispositivo de inyección (8) de un gas
de tratamiento en un metal líquido contenido en una cuba (1),
estando destinado dicho dispositivo a ser fijado en una de las
paredes (2) de la cuba y comprendiendo al menos una boquilla (18)
de inyección provista de un orificio de extremidad (19),
caracterizado porque comprende un medio móvil (14)
maniobrable desde el exterior del dispositivo de inyección y apto
para eliminar obstrucciones de dicho orificio de extremidad de la
boquilla y porque el medio móvil comprende un vástago (14) montado
deslizante en el interior de la boquilla (18), siendo apto dicho
vástago para pasar de una posición de reposo, durante la que está
situado retirado del orificio de extremidad (19) de manera que
permita el paso del gas de tratamiento, a una posición avanzada.
2. Un dispositivo de inyección (8) según la
reivindicación 1, caracterizado porque el medio móvil (14) es
apto para atravesar el orificio de extremidad (19).
3. Un dispositivo de inyección (8) según la
reivindicación 1 o 2, caracterizado porque, en la posición
avanzada, el vástago (14) desemboca del orificio de extremidad
(19).
4. Un dispositivo de inyección (8) según una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el
vástago (14) presenta un aparte de aguas arriba que es, por una
parte, apta para atravesar con estanquidad una extremidad de la
boquilla (18) opuesta al orificio de extremidad (19), y por otra
parte, equipada con un órgano de mando manual (20).
5. Un dispositivo de inyección (8) según la
reivindicación 4, caracterizado porque el órgano de mando
manual comprende una empuñadura (20).
6. Un dispositivo de inyección (8) según una
cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado
porque comprende un elemento elástico (22) que permite el
mantenimiento del vástago (14) en posición de reposo.
7. Un dispositivo de inyección (8) según una
de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque un órgano
de mando automatizado está unido al vástago 14).
8. Un dispositivo de inyección (8) según la
reivindicación 1 a 7, caracterizado porque la boquilla (18)
contiene al menos un medio de guiado del vástago (14).
9. Un dispositivo de inyección según la
reivindicación 8, caracterizado porque el medio de guiado
está constituido por un anillo que presenta un orificio central y
orificios periféricos.
10. Un dispositivo de inyección (8) según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado
porque en sección, el diámetro del vástago (14) disminuye en
dirección al orificio de extremidad (19) de la boquilla (18).
11. Una cuba (1) de tratamiento de un metal
líquido caracterizada porque comprende al menos un
dispositivo de inyección (8) de gas según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10.
12. Utilización del dispositivo según una de
las reivindicaciones 1 a 10, o de la cuba según la reivindicación
11 para el tratamiento de un flujo de metal líquido.
13. Utilización según la reivindicación 12,
caracterizada porque el metal líquido es aluminio, una
aleación de aluminio, magnesio o una aleación de magnesio.
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