ES2952971T3 - ladle dam - Google Patents
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Abstract
Un dique (20) para inserción en una artesa para uso en fundición de metal comprende un cuerpo (21) de material refractario que tiene caras opuestas en contacto con el metal líquido en uso, bordes laterales opuestos y un borde inferior (24), el lado y los bordes inferiores se acoplan a las superficies internas de la artesa en uso. La presa se caracteriza por una abertura (23) que se extiende entre las caras opuestas en su parte inferior, estando cerrada la abertura por una placa metálica (25), por ejemplo de la misma composición que el metal líquido a introducir en la artesa. La invención proporciona además una artesa que incorpora al menos uno de dichos diques (20) y un método para fundir metal usando la artesa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)A dam (20) for insertion into a trough for use in metal casting comprises a body (21) of refractory material having opposite faces in contact with the liquid metal in use, opposite side edges and a lower edge (24), the Side and bottom edges engage the internal surfaces of the trough in use. The dam is characterized by an opening (23) that extends between the opposite faces in its lower part, the opening being closed by a metal plate (25), for example of the same composition as the liquid metal to be introduced into the trough. The invention further provides a tundish incorporating at least one of said dams (20) and a method of melting metal using the tundish. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dique de cucharónladle dam
Campo de la invenciónfield of invention
Esta invención se refiere a un dique para insertar en un cucharón para fundición de metales para controlar el flujo de metal líquido en el cucharón durante la operación de fundición, a un cucharón que incorpora al menos uno de tales diques y a un método de fundición de metal utilizando el cucharón.This invention relates to a dam for inserting into a metal casting ladle to control the flow of liquid metal into the ladle during the casting operation, to a ladle incorporating at least one such dam, and to a method of metal casting. using the ladle.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
En la fundición continua de acero se utiliza un cucharón entre la cuchara que suministra acero líquido y el molde para regular el flujo de metal el cucharón consiste en un recipiente abierto revestido con material refractario (aunque se puede proporcionar una tapa refractaria) en el que se vierte el acero de la cuchara y desde el cual el acero fluye hacia los moldes de fundición continua a través de una o más salidas, que pueden tener tapones o compuertas para controlar el flujo de metal. El cucharón nivela el flujo de acero y permite que se retengan las inclusiones contaminantes, en lugar de fluir hacia la fundición. Se pueden instalar diques o vertederos en el cucharón para modificar y controlar el flujo de acero en el cucharón. Al aumentar el tiempo de residencia y reducir la velocidad, aumenta la capacidad de separación de inclusiones del cucharón, mejorando así la calidad del acero fundido.In continuous steel casting a ladle is used between the ladle supplying liquid steel and the mold to regulate the flow of metal. The ladle consists of an open container lined with refractory material (although a refractory lid may be provided) in which pours the steel from the ladle and from which the steel flows into the continuous casting molds through one or more outlets, which may have plugs or gates to control the flow of metal. The ladle levels the flow of steel and allows contaminating inclusions to be retained, rather than flowing into the casting. Dams or weirs can be installed in the bucket to modify and control the flow of steel in the bucket. By increasing the residence time and reducing the speed, the inclusion separation capacity of the ladle increases, thereby improving the quality of the molten steel.
Un dique conocido comprende un cuerpo de material refractario que tiene caras opuestas en contacto con el metal líquido en uso, bordes laterales opuestos y un borde inferior, enganchándose los bordes lateral e inferior con las superficies internas del cucharón en uso.A known dam comprises a body of refractory material having opposite faces in contact with the liquid metal in use, opposite side edges and a bottom edge, the side and bottom edges engaging with the internal surfaces of the ladle in use.
Un aspecto negativo del uso de diques es que impiden la descarga de todo el acero del cucharón, por lo que al final de la operación pueden quedar bolsas de acero que no se descargan en el molde, sino que se solidifican en el cucharón y, por lo tanto, requieren reprocesamiento, lo que aumenta significativamente el coste de producción. El documento CN202377519U divulga el uso de una pieza de deflector de acero de sección en ángulo recto para bloquear un orificio cuadrado inferior en el dique durante el vertido del acero, fundiéndose eventualmente el deflector de acero para permitir el flujo de acero fundido a través del orificio. El documento CN208528079U divulga un dique que tiene agujeros a través del mismo, cada uno bloqueado por una placa de acero de barrera para bloquear las impurezas. El documento JP01107950 también divulga el uso de placas de obturación de metal que se funden para liberar el metal fundido de la parte receptora de metal del cucharón por debajo del nivel de la escoria fundida.A negative aspect of the use of dams is that they prevent the discharge of all the steel from the ladle, so at the end of the operation there may be pockets of steel that are not discharged into the mold, but rather solidify in the ladle and, therefore, Therefore, they require reprocessing, which significantly increases the cost of production. Document CN202377519U discloses the use of a right-angle section steel baffle piece to block a lower square hole in the dam during pouring of the steel, the steel baffle eventually melting to allow the flow of molten steel through the hole. . Document CN208528079U discloses a dam having holes therethrough, each blocked by a steel barrier plate to block impurities. JP01107950 also discloses the use of melting metal blanking plates to release molten metal from the metal receiving portion of the ladle below the level of the molten slag.
Resumen de la invenciónSummary of the invention
El dique de la invención se caracteriza porque la placa metálica está anclada en el dique por medio de una pluralidad de proyecciones sobre o adyacentes al borde lateral y superior de la placa, las proyecciones incrustadas están en el material refractario.The dam of the invention is characterized in that the metal plate is anchored in the dam by means of a plurality of projections on or adjacent to the lateral and upper edge of the plate, the embedded projections being in the refractory material.
La composición de la placa se elige adecuadamente de acuerdo con la temperatura y la química del metal fundido para garantizar la compatibilidad con el proceso.The plate composition is appropriately chosen according to the temperature and chemistry of the molten metal to ensure process compatibility.
La abertura puede extenderse hasta el borde inferior del dique.The opening may extend to the lower edge of the dike.
La placa de metal tiene un grosor tal que, cuando se expone al metal líquido, la placa mantiene el cierre de la abertura hasta que se completa el llenado del cucharón. Para un cucharón utilizado para la fundición de acero, se ha encontrado que es adecuado un espesor de placa de al menos 12 mm.The metal plate is of such a thickness that, when exposed to liquid metal, the plate maintains closure of the opening until filling of the ladle is complete. For a ladle used for steel casting, a plate thickness of at least 12 mm has been found to be suitable.
La abertura representa adecuadamente alrededor del 5 % al 20 % del área de la cara del dique, por ejemplo, del 7 al 8 %.The opening suitably represents about 5% to 20% of the area of the dam face, for example 7 to 8%.
La placa de metal comprende una pluralidad de proyecciones sobre los lados y el borde superior de la misma o junto a ellos para anclar la placa en el material refractario. Por ejemplo, las proyecciones pueden comprender miembros en forma de V soldados a la cara de la placa en el pie de la V. La placa de metal puede ubicarse en un molde durante la formación del dique de tal manera que las proyecciones sean engullidas por material mezcla de cemento refractario a medida que llena el molde. Después del endurecimiento de la mezcla refractaria, las proyecciones se incrustan en el refractario, asegurando la placa de metal en su posición.The metal plate comprises a plurality of projections on or adjacent to the sides and top edge thereof to anchor the plate in the refractory material. For example, the projections may comprise V-shaped members welded to the face of the plate at the foot of the V. The metal plate may be positioned in a mold during formation of the dam such that the projections are engulfed by material. refractory cement mixture as it fills the mold. After hardening of the refractory mixture, the projections are embedded in the refractory, securing the metal plate in position.
La invención también proporciona un cucharón para su uso en la fundición de metal, que comprende un recipiente con revestimiento refractario que tiene una zona de entrada para recibir el metal fundido vertido y una salida para descargar el metal fundido en un molde de fundición, donde el cucharón está situado entre la entrada zona y la desembocadura de al menos un dique de acuerdo con la invención.The invention also provides a ladle for use in metal casting, comprising a refractory lined vessel having an inlet area for receiving the poured molten metal and an outlet for discharging the molten metal into a casting mold, where the The bucket is located between the entrance area and the mouth of at least one dam according to the invention.
La invención proporciona además un método de fundición de metal que comprende verter metal fundido en la zona de entrada del cucharón de la invención y descargar el metal fundido desde la salida a un molde de fundición, en el que después de que se ha completado el vertido del metal se continúa con la descarga del metal hasta que el metal de la zona de entrada haya fluido a través de las aberturas de los diques para llegar a la salida. The invention further provides a method of metal casting comprising pouring molten metal into the inlet zone of the ladle of the invention and discharging the molten metal from the outlet to a casting mold, wherein after the pouring has been completed of metal, the metal discharge continues until the metal from the inlet zone has flowed through the openings of the dams to reach the outlet.
Al reducir el metal restante en el cucharón al final del proceso de fundición, la invención ofrece ahorros de costes significativos, ya que se necesita reprocesar menos metal; la reducción en el consumo de energía también ofrece beneficios ambientales.By reducing the metal remaining in the ladle at the end of the casting process, the invention offers significant cost savings as less metal needs to be reprocessed; The reduction in energy consumption also offers environmental benefits.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
En los dibujos, que ilustran un ejemplo de realización de la invención:In the drawings, which illustrate an example of embodiment of the invention:
la Figura 1 es una vista en perspectiva de una sección parcial de un cucharón que contiene un par de diques de acuerdo con la técnica anterior;Figure 1 is a perspective view of a partial section of a bucket containing a pair of dams according to the prior art;
la Figura 2 es un alzado posterior (con respecto a la dirección del flujo del acero en el cucharón) de un dique de acuerdo con la invención;Figure 2 is a rear elevation (with respect to the direction of flow of steel in the ladle) of a dam according to the invention;
la Figura 3 es un alzado frontal del dique que se muestra en la Figura 2;Figure 3 is a front elevation of the dike shown in Figure 2;
la Figura 4 es una vista en planta desde abajo del dique;Figure 4 is a bottom plan view of the dam;
la Figura 5 es una vista en planta desde arriba del dique;Figure 5 is a top plan view of the dam;
la Figura 6 es un alzado lateral del dique; yFigure 6 is a side elevation of the dam; and
La Figura 7 es una vista en perspectiva de la placa metálica utilizada en el dique de las figuras 2 a 6.Figure 7 is a perspective view of the metal plate used in the dam of Figures 2 to 6.
Descripción detallada de la realización ilustradaDetailed description of the illustrated embodiment
La Figura 1 muestra, de forma simplificada, un cucharón típico para uso en la fundición continua de acero que comprende un recipiente 1 de acero provisto de un revestimiento 2 refractario reemplazable que puede ser proporcionado por el uso de ladrillos o tableros refractarios, o por otros medios tales como el rociado de una lechada refractaria o por revestimiento en seco usando un polvo aglomerado con resina. En el ejemplo ilustrado, el acero fundido se introduce en el cucharón 1 adyacente a un extremo del mismo y se descarga en el molde de fundición continua a través de una salida 3 adyacente al extremo opuesto. Si bien la salida 3 se muestra como un simple orificio, se pueden proporcionar medios para controlar el flujo de salida, por ejemplo, un tapón o una compuerta de salida. Figure 1 shows, in simplified form, a typical ladle for use in continuous steel casting comprising a steel vessel 1 provided with a replaceable refractory lining 2 which may be provided by the use of refractory bricks or boards, or by other means. means such as spraying a refractory slurry or by dry coating using a resin-bound powder. In the illustrated example, molten steel is introduced into ladle 1 adjacent to one end thereof and discharged into the continuous casting mold through an outlet 3 adjacent to the opposite end. While the outlet 3 is shown as a simple orifice, means may be provided to control the outlet flow, for example, a plug or an outlet gate.
Para garantizar que el flujo de acero fundido desde el cucharón hasta el molde de fundición se optimice, evitando turbulencias y retrasando el enfriamiento, permitiendo que cualquier inclusión flote, en lugar de ser transportada al molde, se pueden montar varios dispositivos dentro del cucharón tales como almohadillas de impacto en el punto en el que el acero se vierte en el cucharón desde la cuchara de entrega, así como diques y vertederos para proporcionar un camino indirecto entre el punto de vertido y la salida 3. Como se ilustra en la Figura 1, el cucharón incluye dos diques 4 a modo de ejemplo, pero se apreciará que en la práctica el número y posicionamiento de los diques dependerá del tamaño del cucharón y la ubicación y número de salidas, puede haber más de una salida para algunas operaciones de fundición. Por ejemplo, un cucharón común puede alimentar más de un molde.To ensure that the flow of molten steel from the ladle to the casting mold is optimized, preventing turbulence and delaying cooling, allowing any inclusions to float, rather than being transported to the mould, various devices can be mounted inside the ladle such as impact pads at the point where steel is poured into the ladle from the delivery ladle, as well as dikes and weirs to provide an indirect path between the pour point and the outlet 3. As illustrated in Figure 1, The ladle includes two dams 4 as an example, but it will be appreciated that in practice the number and positioning of the dams will depend on the size of the ladle and the location and number of outlets, there may be more than one outlet for some casting operations. For example, a common ladle can feed more than one mold.
Con referencia ahora a las Figuras 2 a 6, un dique 20 de acuerdo con la invención consta de un cuerpo 21 de material refractario provisto de un par de bucles 22 de acero en el borde superior del mismo para levantar el dique 20 a su posición en un cucharón. Se forma una abertura 23 en el dique 20 en el centro del borde 24 inferior del mismo y que se extiende desde una cara del dique a la otra. Sin embargo, la abertura 23 está cerrada por una placa 25 de acero que está montada en un rebaje 26 en la cara posterior del dique y se mantiene en su lugar mediante anclajes incrustados en el material refractario, como se describe a continuación con referencia a la Figura 7.Referring now to Figures 2 to 6, a dam 20 according to the invention consists of a body 21 of refractory material provided with a pair of steel loops 22 on the upper edge thereof to lift the dam 20 into its position in a tablespoon. An opening 23 is formed in the dam 20 in the center of the lower edge 24 thereof and extending from one face of the dam to the other. However, the opening 23 is closed by a steel plate 25 which is mounted in a recess 26 in the rear face of the dam and is held in place by anchors embedded in the refractory material, as described below with reference to the Figure 7.
Se verá en las Figuras 3, 4 y 5 que el dique está formada con un borde 27 lateral achaflanado. Esto es para acomodar la instalación en un cucharón que tiene una configuración cónica, con acero que se vierte en una sección central de ancho máximo y luego fluye hacia una pluralidad de salidas a cada lado del mismo, el ancho se reduce desde la porción central en cada dirección. Se introducirán diques entre la porción central y los desagües a ambos lados de la misma, y entre desagües adyacentes. Una pared longitudinal del cucharón será recta, mientras que las paredes opuestas formarán un ángulo oblicuo con respecto al eje longitudinal del cucharón. El borde 27 achaflanado de cada dique 20 encajará así contra la pared en ángulo, acoplándose el borde opuesto a la pared recta. Se apreciará que se pueden usar otras configuraciones de cucharón, ajustándose el diseño del dique de acuerdo con lo anterior.It will be seen in Figures 3, 4 and 5 that the dam is formed with a chamfered side edge 27. This is to accommodate installation in a ladle having a conical configuration, with steel pouring into a center section of maximum width and then flowing to a plurality of outlets on each side thereof, the width reducing from the center portion at each direction. Dikes will be introduced between the central portion and the drains on both sides of it, and between adjacent drains. One longitudinal wall of the bucket will be straight, while the opposite walls will form an oblique angle with respect to the longitudinal axis of the bucket. The chamfered edge 27 of each dam 20 will thus fit against the wall at an angle, with the opposite edge engaging the straight wall. It will be appreciated that other bucket configurations may be used, the dike design being adjusted accordingly.
En uso, el acero líquido se vierte en el cucharón desde la cuchara en una zona de entrada (que es el punto de máxima turbulencia) y luego se desborda por los diques 20 cuando se ha introducido suficiente acero, fluyendo hacia la(s) salida(s) del cucharón de una manera más controlada. El contacto del acero líquido con las placas 25 de acero en los diques 20 eventualmente hace que las placas se ablanden y luego se fundan, abriendo así la abertura para que fluya también el acero. Las placas se seleccionan de modo que tengan un grosor suficiente para retrasar la fusión y la apertura de las aberturas hasta que se haya establecido el flujo lineal de acero hacia la(s) salida(s). En la práctica, se ha encontrado suficiente un espesor de unos 12 mm, teniendo la abertura 23 un área de aproximadamente el 7-8 % de la cara del dique para proporcionar un flujo adecuado de acero a su través sin comprometer la resistencia del dique. De esta manera, cuando se completa la operación de fundición, el acero residual en el cucharón puede fluir a través de las aberturas hacia la(s) salida(s) en lugar de permanecer en la zona de entrada del cucharón para solidificarse a medida que se enfría y luego requerir reprocesamiento.In use, liquid steel is poured into the ladle from the ladle at an inlet zone (which is the point of maximum turbulence) and then overflows through the dikes 20 when enough steel has been introduced, flowing towards the outlet(s). (s) of the bucket in a more controlled manner. The contact of the liquid steel with the steel plates 25 in the dams 20 eventually causes the plates to soften and then melt, thus opening the opening for the steel to also flow. The plates are selected to be of sufficient thickness to delay melting and opening of the openings until linear flow of steel to the outlet(s) has been established. In practice, a thickness of about 12 mm, with the opening 23 having an area of approximately 7-8% of the face of the dam, has been found sufficient to provide adequate flow of steel through it without compromising the strength of the dam. In this way, when the casting operation is completed, the residual steel in the ladle can flow through from the openings to the outlet(s) rather than remaining in the bucket inlet zone to solidify as it cools and then require reprocessing.
La Figura 7 muestra la placa 25 de acero antes de la instalación en el dique. La placa está provista de una pluralidad de anclajes 30, cada uno en forma de V formada por varilla de acero y soldada a la cara de la placa en lugares alrededor de tres bordes de la misma, es decir, la parte superior y los dos lados. En la formación del dique, la placa 25 de acero se ubica en un molde con los anclajes 30 hacia el interior del molde y la placa define el rebaje 26. A continuación, se vierte una mezcla de hormigón refractario en el molde y se deja endurecer con los anclajes 30 incrustados dentro del material refractario.Figure 7 shows steel plate 25 before installation in the dike. The plate is provided with a plurality of anchors 30, each V-shaped formed by steel rod and welded to the face of the plate in places around three edges thereof, that is, the top and the two sides. . In forming the dam, the steel plate 25 is placed in a mold with the anchors 30 toward the inside of the mold and the plate defines the recess 26. A refractory concrete mixture is then poured into the mold and allowed to harden. with the anchors 30 embedded within the refractory material.
Se entenderá que si bien la invención se ha descrito con referencia a la fundición de acero, el dique de la invención se puede usar en un cucharón utilizado para la fundición de otros metales, con la placa de metal en el dique construida del mismo metal que se va a fundir. It will be understood that while the invention has been described with reference to steel casting, the dam of the invention may be used in a ladle used for casting other metals, with the metal plate in the dam constructed of the same metal as It's going to melt.
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