ES2856023T3 - Placa de impacto, artesa de colada y aparato que incluye la placa de impacto, y procedimiento de uso de los mismos - Google Patents

Abstract

Placa de impacto de artesa de colada (20), que comprende: una base (40) que tiene una superficie de base; y una pared lateral (50) que incluye una superficie interior de pared lateral continua (52) radialmente hacia el exterior de la superficie de base; una pared superior (60) que se extiende hacia el interior con respecto a la pared lateral (50) para terminar en un borde interior (62) que determina una boca de entrada (64), comprendiendo la pared superior (60) una superficie inferior (60a) que, conjuntamente con la superficie de base y la superficie interior de pared lateral continua (52), determina una cámara anular continua; caracterizada porque la superficie de base comprende una superficie de impacto cónica (42) que determina un ápice (46), la boca de entrada (64) está espaciada por encima y centrada con respecto al ápice (46), la pared superior (60) comprende un reborde (66) que se inclina radialmente hacia el interior y hacia abajo hacia la superficie de impacto cónica (42), la superficie de base comprende una primera superficie anular plana (44) entre la superficie de impacto cónica (42) y la superficie interior de pared lateral continua (52), comprendiendo la pared superior (60) una segunda superficie anular plana (60a) que se extiende entre la superficie interior de pared lateral continua (60a) y el reborde (66), y estando las primera y segunda superficies anulares planas (44, 60a) espaciadas y extendiéndose en planos paralelos entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN

Placa de impacto, artesa de colada y aparato que incluye la placa de impacto, y procedimiento de uso de los mismos CAMPO DE LA INVENCIÓN

[0001] Esta invención se refiere a las placas de impacto utilizadas en la fabricación de acero, especialmente a las placas de impacto de artesa de colada adaptadas para reducir turbulencias y la alteración de la superficie del baño generada por un chorro de cuchara de acero fundido alimentada en una artesa de colada continua. La invención se refiere además a las artesas de colada y a los aparatos que incluyen las placas de impacto, así como a los procedimientos para usar las placas de impacto, las artesas de colada y los aparatos.

ANTECEDENTES

[0002] Un fundidor de acero es un aparato para llevar a cabo coladas de cuerda continua, también denominadas en la técnica como coladas continuas. La colada continua implica transferir acero fundido desde un horno siderúrgico a una cuchara. Desde la cuchara, el acero fundido se suministra a través de una cubierta de cuchara (también denominada cubierta de cuchara de colada) que se extiende hacia un contenedor o recipiente denominado artesa de colada. El acero fundido normalmente se suministra mediante un flujo de líquidos continuo o semicontinuo en un baño de acero fundido contenido en la artesa de colada. La artesa de colada suele actuar como un depósito desde el cual se puede suministrar el acero fundido a los moldes de fundición, sin interrupciones o tiempos de inactividad no deseados. Con el fin de proteger el acero fundido en la artesa de colada de reacciones químicas no deseadas, por ejemplo, de una oxidación excesiva o de partículas transportadas por el aire, se deja que se forme una cubierta/capa protectora de escoria o «fundente» en la superficie del baño de acero fundido.

[0003] Los requisitos de superficie y los estándares de limpieza de los productos de acero modernos de alta calidad permiten tolerancias muy bajas de impurezas y cambios químicos. Las impurezas y los cambios químicos suelen ser el resultado de las turbulencias creadas por el chorro de cuchara de acero fundido que se suministra a la artesa de colada. Ciertos diseños de artesa de colada para recibir acero líquido procedente de la cubierta de cuchara derivan en condiciones de flujo de fluidos desfavorables dentro de la artesa de colada, tales como turbulencias, y promueven actividades de flujo superficial altamente libres. Por ejemplo, el flujo de fluidos generado por un chorro de cuchara entrante puede reflejarse desde el fondo plano de la artesa de colada y las paredes laterales hacia la superficie del acero líquido. Este flujo de fluidos generado causa una acción de ebullición turbulenta, un amplio movimiento ondulatorio y salpicaduras en la superficie del baño de acero.

[0004] Por ejemplo, la Fig. 10 ilustra una sección transversal longitudinal de una artesa de colada continua individual 1 que tiene un flujo de fluidos asimétrico 9a. La cubierta de cuchara 7 se muestra adyacente a la pared terminal 3 opuesta a un bloque de pozo (no mostrado en las Figs. 10 y 11). Los estudios de modelos de flujo de agua han demostrado que el flujo de fluidos, generado por un chorro de cuchara entrante 8 desde la cubierta de cuchara 7, se refleja desde el fondo plano de la artesa de colada 4 en una dirección ascendente hacia la superficie del acero líquido. Si se restringe este flujo de fluidos por las paredes de la artesa de colada 2 y 3, el flujo de fluidos restringido se fuerza hacia arriba a lo largo de la superficie de dichas paredes 2 y 3. Este flujo ascendente sigue una trayectoria circular 9c, y crea un impulso ascendente a lo largo de la cara de la pared terminal 3, y un flujo descendente alrededor de la cubierta de cuchara 7. El impulso ascendente del flujo circular 9c causa una turbulencia excesiva en la superficie del baño. Estas actividades superficiales altamente libres en la artesa de colada dan lugar a un fenómeno denominado «orificio abierto», por el que se rompe la cubierta de escoria protectora 6 situada en la parte superior del baño de acero. La cubierta de escoria 6 rota expone el acero líquido a la atmósfera circundante y determina condiciones propicias para alterar la química del baño de acero y crear inclusiones en el baño de acero. Los cambios químicos normalmente implican la pérdida de aluminio del baño y/o la absorción de oxígeno y nitrógeno en el baño de acero y la consiguiente reoxidación de la superficie. La reoxidación y otras reacciones no deseadas pueden introducir, por ejemplo, un exceso de alúmina, sulfuro de manganeso y sulfuro de calcio en el baño de acero. Además, el flujo descendente alrededor de la cubierta de cuchara 7 genera cizallamiento y vórtices, y atrapa y arrastra las partículas rotas 10 de la cubierta de fundente 6 rota hacia abajo en el baño de acero líquido. Estas partículas rotas 10 se descargan finalmente de la artesa de colada con el acero fundido y crean inclusiones en el producto de acero acabado.

[0005] Los cambios e inclusiones químicas en última instancia reducen la calidad del acero y son una causa principal de rechazo de los grados de acero de alto valor tales como los grados HIC y de placa de blindaje. Además, las salpicaduras del acero líquido a elevadas temperaturas contra las paredes de la artesa de colada pueden presentar riesgos de seguridad para los operadores. Al utilizar equipos convencionales, también pueden surgir problemas relacionados con la falta de homogeneidad de la temperatura del baño de acero y un tiempo de permanencia insuficiente para permitir que las partículas de inclusión floten hasta la cubierta de escoria protectora, donde las partículas pueden aislarse y/o separarse del acero líquido.

[0006] Ha habido varios intentos de reducir o eliminar las turbulencias superficiales dentro de una artesa de colada continua para mejorar la calidad del producto de acero acabado. Estos intentos han incluido una amplia variedad de diques y esclusas que redirigen el flujo de fluidos del chorro de cuchara lejos de la superficie del baño de acero fundido. Aunque algunos dispositivos de control del flujo de fluidos conocidos han tenido cierto éxito en el control del flujo de fluidos y en la reducción de las turbulencias superficiales, dichos dispositivos de control tienden a ser insuficientes para las demandas de acero de alta calidad y/o causan problemas operativos como los descritos anteriormente.

[0007] Los documentos DE 20 2005 004 118, WO 2004/052574 y DE 102 02 537 describen elementos de inserción para proteger la superficie de impacto de una artesa de colada para realizar coladas continuas que comprende una placa de impacto que forma una superficie de impacto rodeada por una pared lateral.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0008] Según un primer aspecto de la invención, se proporciona una placa de impacto de artesa de colada según la reivindicación 1.

[0009] Un segundo aspecto de la invención proporciona un aparato según la reivindicación 9.

[0010] Un tercer aspecto de la invención proporciona un procedimiento de colada continua o procedimiento de tratamiento del acero fundido según la reivindicación 10.

[0011] Según otra realización de los aspectos anteriores, la superficie de impacto cónica tiene un eje que pasa por el ápice, alrededor del cual la superficie de impacto cónica tiene simetría de rotación.

[0012] Según otra realización adicional de los aspectos anteriores, la superficie de impacto cónica tiene un perfil lineal.

[0013] Según otra realización adicional de los aspectos anteriores, la superficie de impacto cónica tiene un ángulo de cono, medido desde un plano horizontal en el que se encuentra un perímetro exterior de la superficie de impacto cónica hasta un plano oblicuo en el que se encuentra el perfil lineal de la superficie de impacto cónica, en un intervalo de entre aproximadamente 15 grados y aproximadamente 25 grados.

[0014] Según otra realización adicional de los aspectos anteriores, el reborde tiene un ángulo de reborde descendente, medido desde un plano horizontal hacia una superficie inferior del reborde, en un intervalo de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 25 grados.

[0015] Según otra realización de los aspectos anteriores, la cámara anular continua tiene un radio de curvatura de aproximadamente 30 mm.

[0016] Según otra realización adicional de los aspectos anteriores, las protuberancias, por ejemplo, protuberancias semiesféricas, están distribuidas sobre una superficie inferior del reborde.

[0017] Las realizaciones anteriores se pueden poner en práctica mediante cualquier combinación de las mismas.

[0018] Otros aspectos y realizaciones de la invención, que incluyen aparatos, conjuntos, dispositivos, artículos, procedimientos de fabricación y uso, procesos y similares que constituyen parte de la invención, se harán más evidentes tras la lectura de la siguiente descripción detallada de las realizaciones ejemplares.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0019] Los dibujos adjuntos se incorporan y constituyen una parte de la memoria descriptiva. Los dibujos, junto con la descripción general proporcionada anteriormente y la descripción detallada de las realizaciones y procedimientos ejemplares proporcionados a continuación, sirven para explicar los principios de la invención. En tales dibujos:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva frontal transversal longitudinal de una artesa de colada continua individual que incluye una placa de impacto según una realización de la invención;

la Fig. 2 es una vista frontal transversal longitudinal de la artesa de colada continua individual de la Fig. 1; la Fig. 3 es una vista en perspectiva frontal de la placa de impacto de la realización ilustrada en la Fig. 1;

la Fig. 4 es una vista en planta de la placa de impacto de la Fig. 3;

la Fig. 5 es una vista transversal tomada según el plano V-V de la Fig. 4;

la Fig. 6 es una vista lateral en perspectiva recortada de la placa de impacto de las Figs. 3 a 5;

la Fig. 7 es una vista de extremo transversal tomada desde el punto de vista de la flecha en el lado derecho de las Figs. 1 y 2, que muestra el perfil del flujo de acero líquido entrante introducido a través de una cubierta centrada sobre la placa de impacto;

la Fig. 8 es una vista en sección transversal de una placa de impacto según otra realización de la invención; la Fig. 9 es una vista en sección inferior tomada a lo largo del plano IX-IX de la Fig. 8;

las Figs. 10 y 11 se reproducen de la patente estadounidense con Re. núm. 35.685, donde la Fig. 10 es una vista en sección transversal longitudinal de una artesa de colada de estudio de modelo de flujo de agua y la Fig. 11 es una vista en sección transversal tomada a lo largo del plano XI-XI de la Fig. 10.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES EJEMPLARES Y PROCEDIMIENTOS EJEMPLARES

[0020] Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones y procedimientos ejemplares como se ilustra en los dibujos adjuntos, en los que los caracteres de referencia similares designan partes similares o correspondientes a través de los dibujos. Sin embargo, se debe observar que la invención, en sus aspectos más amplios, no está limitada necesariamente a los detalles específicos, a los materiales y procedimientos representativos y a los ejemplos ilustrativos mostrados y descritos en relación con las realizaciones y procedimientos ejemplares.

[0021] Una artesa de colada para un fundidor para coladas continuas según una realización ejemplar se designa generalmente con el número de referencia 10 en las Figs. 1 y 2. Aunque se muestra un fundidor para coladas continuas individual, debe entenderse que las realizaciones de la presente invención pueden practicarse en relación con fundidores para coladas continuas dobles o múltiples. Un ejemplo de una configuración de fundidor para coladas continuas múltiples, aunque con una placa de impacto diferente, se muestra en la Fig. 10 de la patente estadounidense con Re. núm.35.685. La artesa de colada 10 incluye paredes terminales de artesa de colada 12 y 14, paredes laterales delanteras y traseras de artesa de colada (sin numerar), y un fondo de artesa de colada 16 que se extiende entre y están conectadas (o integradas) con las paredes terminales 12 y 14 y las paredes laterales. Las paredes terminales de artesa de colada 12, 14 y el fondo 16 determinan colectivamente una cámara o depósito 18 para recibir y mantener un baño de acero fundido. En el depósito 18 se ubica una placa de impacto de artesa de colada 20, por ejemplo, más cerca de la pared terminal 12 que de la pared terminal 14. Situada por encima de la placa de impacto de artesa de colada 20 se encuentra la parte inferior de una cubierta de cuchara 22 para introducir un chorro de cuchara entrante 24 (Fig. 7) de acero fundido en la placa de impacto 20. La cubierta de cuchara 22 se muestra penetrando a través de la parte superior del baño de acero fundido, con el extremo de la cubierta de cuchara 22 espaciado por encima y centrado coaxialmente con la placa de impacto de artesa de colada 20. El flujo de acero fundido y la estructura y función de la placa de impacto 20 se tratan con más detalle a continuación.

[0022] La artesa de colada 10 incluye además una esclusa 26 que divide la artesa de colada 10 en los compartimentos derecho e izquierdo (primero y segundo) 18a y 18b, respectivamente, con la placa de impacto 20 en el compartimento derecho 18a, en el fondo de artesa de colada 16 en las Figs. 1 y 2. La parte inferior de la esclusa 26 incluye un pasaje 26a para permitir la comunicación de fluidos entre el acero líquido en los compartimentos izquierdo y derecho 18a y 18b. Un difusor 28 está posicionado en el fondo de artesa de colada 16, en el compartimento derecho 18a, entre la esclusa 26 y la placa de impacto de artesa de colada 20. Un dique 30 que tiene una pluralidad de pasajes cilíndricos 30a que se inclinan hacia arriba (de derecha a izquierda en la dirección del flujo) descansa en el fondo de artesa de colada 16 en el compartimento izquierdo 18b. En el lado opuesto del dique 30 con respecto a la esclusa 26, un vástago de tapón 32 está alineado con un puerto de salida o bloque de pozo 34 de artesa de colada a través del cual se descarga el acero líquido desde la artesa de colada 10. El movimiento ascendente y descendente del vástago de tapón 32 controla el flujo de salida del acero fundido desde la artesa de colada 10 y hacia los moldes (no mostrados).

[0023] La placa de impacto de artesa de colada 20 puede estar hecha de un material o materiales adecuados para el uso previsto en una artesa de fundición para el procesamiento de acero fundido. Por lo general, tales materiales tienen una alta resistencia al impacto y a la abrasión, alta resistencia al calor y refractariedad, y buena colabilidad. Los metales, la cerámica y la arena con recubrimiento cerámico son ejemplos de materiales adecuados. Como ejemplos específicos, pero no limitantes, las composiciones colables de baja humedad y alto contenido de alúmina tales como Narcon 70 Castable y las composiciones colables gruesas de alto contenido de alúmina y bajo contenido de cemento tales como Versaflow® 70C Plus son materiales refractarios adecuados para su uso como placa de impacto de artesa de colada 20. Según la literatura del producto: Narcon 70 Castable contiene (en base calcinada) un 26,9 % de sílice (SiO2), un 69,8 % de alúmina (AhOa), un 1,7 % de óxido de titanio (TO2), un 0,8 % de óxido de hierro (Fe2O3), un 0,7 % de cal (CaO) y un 0,1 % de álcali (Na2O); y Versaflow® 70C Plus contiene (en base calcinada) un 27,5 % de sílice (SiO2), un 67,3 % de alúmina (AhOs), un 2,1 % de óxido de titanio (TO2), un 1,2 % de óxido de hierro (Fe2O3), un 1,6 % de cal (CaO), un 0,1 % de óxido de magnesio (MgO) y un 0,2 % de álcalis (Na2O+K2O). Las partes del cuerpo de la placa de impacto de artesa de colada 20 pueden estar recubiertas con un material resistente a la erosión para formar recubrimientos resistentes a la erosión para recibir y entrar en contacto con el chorro de cuchara entrante 24. Los recubrimientos resistentes a la erosión pueden hacerse con materiales que tienen una emisividad media (como el circonio, el itrio o el carburo de silicio), con materiales que tienen una reflectividad elevada (como el aluminio y la alúmina) o con lubricantes resistentes a las altas temperaturas y sin óxido (como el nitruro de boro).

[0024] Con referencia a la realización mostrada en las Figs. 3-6, la placa de impacto de artesa de colada 20 incluye una base circular 40 (con respecto a una vista en planta o vista inferior). La base 40 incluye una superficie de base superior que tiene una superficie de impacto cónica 42 y una superficie de base anular 44 adyacente que rodea concéntricamente la superficie de impacto cónica 42. En la realización ilustrada, la superficie de impacto cónica 42 no está truncada. Opcionalmente, la parte superior de la superficie de impacto cónica 42 puede ser ligeramente redondeada mientras mantiene la forma cónica. Como se muestra mejor en la Fig. 5, la superficie de impacto cónica 42 se extiende hacia arriba para terminar en un ápice o vértice 46. La superficie de impacto cónica 42 tiene simetría de rotación alrededor de un eje imaginario Az (Fig. 5) que pasa por el ápice 46. En las realizaciones ilustradas, la superficie de impacto cónica 42 tiene un perfil lineal o sección transversal, como se muestra mejor en la Fig. 5. La parte inferior del perfil lineal de la superficie de impacto cónica 42 termina en un perímetro exterior 48 adyacente y contiguo a un borde radialmente interior de la superficie de base anular 44. La parte superior del perfil lineal de la superficie de impacto cónica 42 termina en un punto correspondiente al ápice 46 que coincide con el eje Az. La superficie de base anular 44 puede ser al menos parcialmente plana y encontrarse en un plano horizontal paralelo a la superficie inferior 40a de la base 40.

[0025] La placa de impacto de artesa de colada 20 incluye además una pared lateral 50 que tiene una superficie interior de pared lateral 52 que gira continuamente sobre sí misma para aparecer como un anillo cuando se ve desde arriba, como en la Fig. 4. La pared lateral 50 se muestra con un grosor uniforme a lo largo de sus 360 grados. La superficie interior de pared lateral 52 está posicionada concéntricamente fuera de y generalmente perpendicular a la superficie de base anular 44. Como se muestra mejor en la vista en sección transversal de la Fig. 5, la superficie interior de pared lateral 52 incluye superficies de transición curvas 54 y 56 en su parte inferior y superior, respectivamente. Las superficies de transición curvas 54 y 56 pueden ser simétricas entre sí. Los extremos de la superficie de transición curva 54 inferior están nivelados y son contiguos a la superficie de base anular 44 y a la superficie interior lateral 52. La superficie de transición curva 54 inferior se curva continuamente entre la base 40 y la superficie interior lateral 52.

[0026] La placa de impacto de artesa de colada 20 incluye además una pared superior 60 que se extiende hacia el interior desde la superficie de transición superior 56 y es generalmente perpendicular a la pared lateral 50 para terminar en un borde interior 62. La superficie de transición superior 56 está configurada como una socavación curvilínea que se curva continuamente entre y cuyos extremos están nivelados y contiguos con la superficie interior lateral 52 y la pared superior 60. Una boca de entrada 64 determinada por el borde interior 62 está espaciada por encima y centrada con respecto al ápice 46. En uso, la boca de entrada 64 está debajo y es coaxial con la cubierta de cuchara de colada 22 para recibir el chorro de cuchara entrante 24. En las realizaciones ilustradas, el diámetro de la boca de entrada 64 es aproximadamente igual o inferior al diámetro del perímetro exterior 48 de la superficie de impacto cónica 42.

[0027] La pared superior 60 incluye un reborde 66 inclinado hacia adentro y hacia abajo para terminar en el borde interior 62. La pared superior 60 tiene una primera superficie inferior 60a que se extiende sustancialmente de forma horizontal y paralela a la superficie inferior 40a y una segunda superficie inferior (también denominada en esta invención como superficie de reborde inferior) 66a correspondiente a la parte inferior del reborde 66. La superficie del reborde inferior 66a se inclina radialmente hacia dentro y hacia abajo desde la primera superficie inferior 60a hacia la superficie de impacto cónica 42. Como se muestra mejor en las Figs. 4 y 5, la primera superficie inferior 60a y la superficie de reborde inferior 66a interactúan en 60b.

[0028] La base 40, la pared lateral 50 y la pared superior 60 pueden ser integrales, es decir, una pieza unitaria o parte monolítica. De forma alternativa, la base 40, la pared lateral 50, la pared superior 60 y/u otras partes de la artesa de colada 10 pueden estar formadas por piezas separadas unidas entre sí de forma temporal o permanente. La superficie de impacto cónica 42, la superficie de base anular 44, la superficie interior de pared lateral continua 52, las superficies de transición curvas 54 y 56, y las superficies inferiores 60a y 66a determinan colectivamente una cámara anular continua alrededor del eje Az que puede tener la forma de un toro.

[0029] Con referencia a la Fig. 7, el acero líquido se introduce en la artesa de colada 10 a través de la cubierta o el cuello de llenado 22 como el chorro de cuchara entrante 24. Se ha encontrado que la relación (Dj/Dm) del diámetro Dj del diámetro interior de la cubierta 22 al diámetro Dm de la boca de entrada 64 en un intervalo de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 0,4 proporciona resultados particularmente buenos. La cubierta de cuchara 22 y la boca de entrada 64 están alineadas coaxialmente entre sí en la realización ejemplar. El diseño de las realizaciones ejemplares descritas en esta invención hace que el chorro de cuchara entrante 24 impacte contra la superficie de impacto cónica 42, la cual redirige el chorro 24 radialmente hacia el exterior, hacia la porción de transición inferior 54 y la superficie interior de pared lateral 52. La forma de la cámara anular continua fuerza el flujo de acero fundido en una dirección inversa hacia el chorro de cuchara entrante 24 para reducir la turbulencia y disipar la energía del acero fundido antes de que fluya desde la placa de impacto 10. El flujo de fluidos invertido se descarga hacia arriba a través de la boca de entrada 64 y, a continuación, radial y generalmente hacia el exterior en todas las direcciones hacia las paredes de la artesa de colada 10 como un flujo sustancialmente laminar. Al proporcionar una boca de entrada 64 que es mayor en diámetro que el diámetro de la cubierta 22, se crea un flujo anular ascendente entre el chorro de cuchara entrante 24 y el borde interior 62.

[0030] El acero fundido sale de la boca de entrada 64 hacia el primer compartimento 18a. La entrada continua del chorro de cuchara y la retirada del acero fundido a través de la salida 34 provoca que el acero fundido en el compartimento 18a fluya hacia la esclusa 26 y a través del paso de la esclusa 26a. Después de pasar por el pasaje de la esclusa 28, el acero fundido fluye sobre el dique 30 y/o a través de los pasajes cilindricos 30a antes de descargarse a través de la salida 34.

[0031] La inversión del flujo de acero fundido sobre sí mismo crea un efecto de autofrenado. Como consecuencia, el flujo de salida del acero fundido a través de la boca de entrada 64 y hacia el primer compartimento 18a es menos turbulento y tiene menos energía. De este modo, se reducen significativamente los problemas de «orificios abiertos» y salpicaduras descritos anteriormente.

[0032] En una realización particularmente ejemplar diseñada para suprimir los «orificios abiertos», la superficie de impacto cónica 42 tiene un ángulo de cono 9 (Fig. 5) medido desde un plano horizontal en el que se encuentra el perímetro exterior 48 hasta un plano oblicuo en el que se encuentra la superficie de impacto cónica 42, en un intervalo de entre aproximadamente 15 grados y aproximadamente 25 grados. En otra realización particularmente ejemplar diseñada para suprimir el «orificio abierto», el reborde 66 tiene un ángulo de reborde descendente theta (0), medido desde un plano horizontal a un plano en el que se encuentra la superficie inferior 66a del reborde 66, en un intervalo de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 25 grados. En otra realización particularmente ejemplar diseñada para suprimir el «orificio abierto», la cámara anular continua tiene un radio de curvatura de unos 30 mm. Estas realizaciones ejemplares pueden ponerse en práctica por separado o junto con otras en cualquier combinación. La cámara de impacto puede estar provista de una altura que es igual o superior al diámetro interior de la cubierta para influir en el control del flujo.

[0033] Se realizaron simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) en las placas de impacto diseñadas según los parámetros anteriores. Se calcula que la velocidad media de la superficie, que es una medida de la actividad del flujo en el lado de vertido de la superficie superior del baño de acero, es aproximadamente un 50 % menor al poner en práctica una realización de la invención en comparación con una placa de impacto plana en forma de pétalo. También se calcula que la probabilidad de formación de «orificios abiertos» se reduce en la misma proporción. Al utilizar el análisis CFD, en el que se calculan las velocidades y superficies para las celdas de una malla y la velocidad media de la superficie, se determina la velocidad media de la superficies de la siguiente manera:

( ^ = J > A 4 /£ A A

velocidad media de la superficie v

[0034] En general, se observa que las velocidades medias de las superficies más elevadas corresponden a un mayor arrastre de flujo de la artesa de colada y a un acero de peor calidad, mientras que las velocidades medias de las superficies más reducidas corresponden a un menor arrastre de flujo de la artesa de colada y a un acero de mayor calidad. Por lo tanto, una disminución de aproximadamente el 50 % de la velocidad media de la superficie constituye una disminución significativa del arrastre de flujo de la artesa de colada y deriva en productos de acero de mayor calidad. Sin pretender limitarse a la teoría, se cree que la calidad mejorada obtenida utilizando las realizaciones ejemplares descritas en esta invención es atribuible a uno o más de los siguientes: reducción de los flujos entrantes a gran velocidad y de las turbulencias debido al efecto de «autofrenado»; menos salpicaduras durante la puesta en marcha y el funcionamiento continuo; mayor tiempo de permanencia del acero fundido en el depósito; fomento de la flotación de impurezas y partículas; y una temperatura del depósito más uniforme.

[0035] Las Figs. 8 y 9 ilustran una placa de impacto según otra realización ejemplar. En aras de la brevedad, la siguiente descripción se centra en las diferencias entre la realización ejemplar de las Figs. 8 y 9 y otras realizaciones ejemplares descritas anteriormente. Los caracteres de referencia similares designan partes similares o correspondientes en las diferentes realizaciones ejemplares.

[0036] En la realización ejemplar de las Figs. 8 y 9, las protuberancias 80 están distribuidas 360 grados alrededor de la superficie del reborde inferior 66a. Las protuberancias 80 pueden estar distribuidas uniformemente, como en un patrón de matriz, o bien distribuidas aleatoriamente o de otra manera. En la realización ilustrada, las superficies exteriores de las protuberancias 80 tienen una forma semiesférica. Sin embargo, las protuberancias 80 pueden adoptar formas alternativas. Además, las protuberancias 80 pueden tener formas idénticas o diferentes entre sí. Se ha encontrado que las protuberancias 80, especialmente las protuberancias semiesféricas, desaceleran aún más el flujo de salida del acero líquido cuando sale de la placa de impacto 20 a través de la boca de entrada 64. De manera adicional o alternativa, las protuberancias 80 pueden estar situadas en otro lugar de la superficie interior de la placa de impacto.

[0037] La descripción detallada anterior de ciertas realizaciones ejemplares se ha proporcionado con el fin de explicar los principios de la invención y su aplicación práctica, permitiendo así a otros expertos en la técnica entender la invención para varias realizaciones y con diversas modificaciones que son adecuadas para el uso particular contemplado. Esta descripción no pretende ser necesariamente exhaustiva o limitar la invención a las realizaciones precisas descritas. La memoria descriptiva describe ejemplos específicos para realizar una meta más general que puede realizarse de otra forma.

[0038] No se leerá ninguna de las limitaciones de la memoria descriptiva en ninguna de las reivindicaciones, a menos que esas limitaciones estén expresamente incluidas en las reivindicaciones.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Placa de impacto de artesa de colada (20), que comprende:

una base (40) que tiene una superficie de base; y

una pared lateral (50) que incluye una superficie interior de pared lateral continua (52) radialmente hacia el exterior de la superficie de base;

una pared superior (60) que se extiende hacia el interior con respecto a la pared lateral (50) para terminar en un borde interior (62) que determina una boca de entrada (64), comprendiendo la pared superior (60) una superficie inferior (60a) que, conjuntamente con la superficie de base y la superficie interior de pared lateral continua (52), determina una cámara anular continua;

caracterizada porque

la superficie de base comprende una superficie de impacto cónica (42) que determina un ápice (46), la boca de entrada (64) está espaciada por encima y centrada con respecto al ápice (46),

la pared superior (60) comprende un reborde (66) que se inclina radialmente hacia el interior y hacia abajo hacia la superficie de impacto cónica (42),

la superficie de base comprende una primera superficie anular plana (44) entre la superficie de impacto cónica (42) y la superficie interior de pared lateral continua (52), comprendiendo la pared superior (60) una segunda superficie anular plana (60a) que se extiende entre la superficie interior de pared lateral continua (60a) y el reborde (66), y estando las primera y segunda superficies anulares planas (44, 60a) espaciadas y extendiéndose en planos paralelos entre sí.

2. La placa de impacto de artesa de colada (20) de la reivindicación 1, donde la superficie de impacto cónica (42) tiene un eje (Az), que pasa por el ápice (46), alrededor del cual la superficie de impacto cónica (42) tiene simetría de rotación.

3. La placa de impacto de artesa de colada (20) de la reivindicación 2, donde la superficie de impacto cónica (42) tiene un perfil lineal.

4. La placa de impacto de artesa de colada (20) de la reivindicación 3, donde la superficie de impacto cónica (42) tiene un ángulo de cono (9), medido desde un plano horizontal en el que se encuentra un perímetro exterior de la superficie de impacto cónica (42) hasta un plano oblicuo en el que se encuentra el perfil lineal de la superficie de impacto cónica (42), en un intervalo de entre aproximadamente 15 grados y aproximadamente 25 grados.

5. La placa de impacto de artesa de colada (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el reborde (66) tiene un ángulo de reborde descendente (0), medido desde un plano horizontal hacia una superficie inferior del reborde (66), en un intervalo de aproximadamente 20 grados a aproximadamente 25 grados.

6. La placa de impacto de artesa de colada (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde la pared superior (60) comprende una superficie inferior (60a) que, conjuntamente con la superficie de base y la superficie interior de pared lateral continua (52), determina una cámara anular continua que tiene un radio de curvatura de unos 30 mm.

7. La placa de impacto de artesa de colada (20) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además: protuberancias (80) distribuidas alrededor de una superficie inferior del reborde.

8. La placa de impacto de artesa de colada (20) de la reivindicación 7, donde las protuberancias tienen forma semiesférica.

9. Un aparato que comprende:

una artesa de colada continua para contener un depósito de metal fundido que tiene flujo de fluidos generado por un chorro de cuchara entrante; y

una placa de impacto de artesa de colada (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Un procedimiento de colada continua, que comprende:

alimentar un chorro de cuchara entrante de acero líquido fundido en una artesa de colada continua, conteniendo la artesa de colada continua una placa de impacto de artesa de colada (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1a 8, estando la boca de entrada (64) posicionada para recibir el chorro de cuchara entrante;

impactar el chorro de cuchara entrante de acero líquido fundido contra la superficie de impacto cónica (42); y permitir que el acero líquido fundido impactado se descargue desde la placa de impacto de artesa de colada (20) a través de la boca de entrada (64).