MX2007009131A

MX2007009131A - Alambre para refinar metal fundido y metodo de fabricacion asociado.

Info

Publication number: MX2007009131A
Application number: MX2007009131A
Authority: MX
Inventors: Victor Colin Stekly
Original assignee: Injection Alloys Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-10-19
Also published as: EP1848553A1; JP2008528802A; GB0501775D0; GB2422618A; CA2595989C; JP5128292B2; CA2595989A1; CN101111324B; ATE549105T1; US9200349B2; WO2006079832A1; RU2007132454A; ZA200706430B; US20090293674A1; CN101111324A; EP1848553B1; RU2401868C2; HK1117789A1; ES2382160T3; PL1848553T3

Abstract

Un alambre de refinacion de metal fundido (11) comprende un revestimiento de metal (12) encapsulando un nucleo (14) de material de refinacion, como polvo de calcio puro, donde el nucleo (14) esta sellado dentro del revestimiento (12) en una forma hermetica a los fluidos. Se describe un metodo correspondiente para fabricar el alambre de refinacion de metal fundido (11), asi como un metodo de refinacion de metal fundido inyectando el alambre de refinacion (11) en el metal fundido.

Description

ALAMBRE PARA REFINAR METAL FUNDIDO Y MÉTODO DE FABRICACIÓN ASOCIADO DESCRIPCIÓN Esta invención se relaciona con un alambre para refinar metal fundido con aditivos, como material y/o minerales metálicos, y un método asociado para fabricar ese alambre. Antes de vaciar un metal fundido, como acero fundido, los alambres de refinación pueden ser inyectados en el recipiente de metal fundido, como el caldero, crisol o embudo de fundición continua, para proporcionar al metal características mejoradas. El propósito del alambre de refinación es inyectar materiales de refinación, como metales y/o minerales, encapsulados en el revestimiento del alambre en el metal fundido en cantidades exactas y de manera controlada, cuando los materiales de refinación presenten una alta afinidad con el oxígeno, o un punto de fusión y/o evaporación bajo, o una presión de vapor alto, o una solubilidad baja o densidad baja en comparación con el metal fundido, o una combinación de esos factores. A este respecto, es importante lograr un alto porcentaje de recuperación del material de refinación definido como la relación de la cantidad de material inyectado restante en el metal fundido dividida por la cantidad total de material inyectada. En un método conocido para fabricar un alambre de refinación, es enrollada una tira de acero para formar una sección en forma de U que es llenada con material de refinación en forma pulverizada. Los dos bordes longitudinales de la sección de tira en forma de U, los cuales han sido predoblados para ese efecto, son entonces enganchados juntos. De esta manera, se forma un alambre de refinación con un revestimiento de acero que encapsula un núcleo de material de refinación. Otro método para fabricar un alambre de refinación es el mismo que el anterior con la excepción de que el material de refinación es introducido en la sección en forma de U como un alambre extruido sólido. Los alambres de refinación producidos por esos métodos conocidos usualmente tienen un espesor del revestimiento en el intervalo de 0.2 mm a 0.6 mm debido a restricciones de fabricación y el producto. Como resultado, el alambre puede ser deformado fácilmente por la alta presión de los rodillos de presión del alimentador usados para inyectar el alambre a través de un tubo guía al recipiente de metal fundido, requiriendo por lo tanto tubos guía con diámetros internos comparativamente grandes, los cuales son dañinos para guiar el alambre de refinación exactamente al recipiente.

Algunas veces también, el alambre de refinación no es suficientemente rígido para penetrar una superficie solidificada o la escoria que flota sobre la superficie del metal fundido, como el acero fundido, en el recipiente. Además, el cierre del tipo de gancho para el revestimiento de acero de los alambres discutido anteriormente no permite enrollar o estirar esos alambres a diámetros mucho más pequeños, caso en el cual, el núcleo puede incluir cantidades excesivas e indeseables de aire lo cual, durante el proceso de refinación, es dañino para la calidad del metal fundido así como la recuperación del material del núcleo. Además, el material de refinación puede interactuar con los componentes del aire u otros materiales, como la humedad o agentes oxidantes, reduciendo de este modo la vida de anaquel del alambre. Algunas de esas desventajas resultan en parte del hecho de que el revestimiento de acero del alambre de refinación es demasiado delgado, y en segundo lugar, de que el material de refinación encapsulado no es sellado en el revestimiento en una forma hermética a los fluidos. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un alambre de refinación que supera, o al menos reduce sustancialmente, las desventajas asociadas con los alambres de refinación conocidos discutidos anteriormente.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un alambre de refinación y método asociado de fabricación, con un espesor de revestimiento el cual es más grande que aquéllos de los alambres de refinación conocidos discutidos anteriormente, dando como resultado técnicas de fabricación mejoradas para refinar metales fundidos, particularmente acero fundido. En consecuencia, un primer aspecto de la invención proporciona un alambre de refinación de metal fundido que comprende un revestimiento de metal que encapsula un núcleo de material de refinación, donde el núcleo está sellado dentro del revestimiento en una forma hermética a los fluidos. Preferiblemente, el alambre ha sido enrollado o estirado hasta el diámetro muy pequeño. El revestimiento puede ser hecho de cualquier material metálico adecuado. Sin embargo, cuando el alambre de refinación sea usado para refinar acero fundido, el revestimiento es preferiblemente un acero bajo en carbono, bajo en silicio. El núcleo encapsulado del material de refinación puede, nuevamente, ser cualquier material adecuado para refinar metal fundido, por ejemplo acero fundido, como materiales que incluyen, inter alia, calcio puro o calcio, aluminio o metal de níquel o cualquier combinación de los mismos, una aleación de calcio-silicio (CaSi) , una aleación de ferro-titanio (FeTi) , una aleación de ferro-boro (FeB) , o cualquier combinación de las mismas. Un segundo aspecto de la invención reside en un método para fabricar un alambre de refinación de metal fundido que comprende un revestimiento metálico que encapsula un núcleo de material de refinación, donde el núcleo está encapsulado dentro del revestimiento en una forma hermética a los fluidos. Un tercer aspecto de la invención reside en un método para fabricar un alambre de refinación de metal fundido que comprende un revestimiento metálico que encapsula un núcleo de metal de refinación, el método comprende formar una tira de metal en un revestimiento con el material de refinación encapsulado en ella, y sellar juntos, preferiblemente por soldadura, los bordes longitudinales del revestimiento así formado en una forma hermética a los fluidos. En cualquier aspecto del método de la invención definido anteriormente, el revestimiento puede nuevamente ser hecho de cualquier material metálico adecuado pero cuando el alambre de refinación sea usado para refinar acero fundido, el revestimiento es preferiblemente un acero bajo en carbono, bajo en silicio.

También, los bordes del revestimiento son soldados a tope preferiblemente juntos. El núcleo encapsulado de material de refinación puede, nuevamente, ser cualquier material adecuado para refinar metal fundido, por ejemplo, acero fundido, como materiales que incluyen ínter alia, calcio puro o calcio, metal de aluminio o níquel, o cualquier combinación de los mismos, una aleación de calcio-silicio (CaSi) , una aleación de ferro-titanio (FeTi) , una aleación de ferróboro (FeB), o cualquier combinación de los mismos. De este modo, debido a que el revestimiento del alambre de refinación es sellado, como soldado, preferiblemente soldado a tope, para encapsular el material de refinación del núcleo de manera hermética a los fluidos, con dos espesores de revestimiento de hasta 2.0 mm en oposición al espesor de revestimiento máximo de 0.6 mm para los alambres de refinación previamente conocidos. Para reducir el oxígeno, aire u otros gases dañinos remanentes en el revestimiento del alambre así formado, el alambre puede ser enrollado o estirado hasta un diámetro más pequeño, expulsando por lo tanto esos gases del alambre, sin dañar la integridad de los mismos, aunque tendiendo una vez al cerrar el revestimiento alrededor del núcleo más fuertemente. De esta manera, pueden lograrse relaciones de densidad aparente del material de refinación del núcleo de más de 95% del equivalente del núcleo sólido teórico. Además, y debido a los revestimientos más gruesos, el daño al alambre, que podría en otras circunstancias ocurrir con los alambres de refinación conocidos a través de la alta presión de los rodillos de presión que empujan el alambre a través de los tubos guía hacia el recipiente de metal fundido, disminuye, mientras que el alambre, particularmente cuando tiene espesores de revestimiento más altos, es suficientemente rígido para penetrar la superficie solidificada que la escoria que flota sobre la superficie del metal fundido en el recipiente. Además, el alambre no tiende a fundirse en la parte alta en los recipientes antes de alcanzar el fondo de los mismos, como lo hacen los alambres de refinación conocidos, y liberando por lo tanto el material de refinación bajo una presión estática alta, lejos del oxígeno presente en la escoria y atmósfera de la parte superior, e incrementando el tiempo de flotación de los materiales de refinación de baja densidad, siendo todos esos factores favorables para lograr una alta recuperación. Un cuarto aspecto de la invención proporciona un método de refinación de metal fundido, que comprende inyectar en el metal fundido un alambre de refinación de acuerdo con el primer aspecto de la invención o fabricado de acuerdo con el segundo o tercer aspectos de la invención definida anteriormente. Para que la invención pueda ser comprendida de manera más completa, ahora será descrito un alambre de refinación de acuerdo con esta, a manera de ejemplo y a manera de comparación con un alambre de refinación de la técnica anterior, de acuerdo con los Ejemplos y dibujos acompañantes en los cuales : La Figura 1 es un corte transversal de un alambre conocido para refinar acero fundido; y La Figura 2 es un corte de un alambre para refinar acero fundido, de acuerdo con la invención. Refiriéndose en primer lugar al alambre de refinación de la técnica anterior, como es indicado de manera general en 1 en la figura 1, este comprende un revestimiento de acero 2 el cual ha sido formado a partir de una tira de acero cuyos bordes longitudinales han sido doblados cada uno en forma de un gancho 3. La tira de acero habrá también sido doblada en forma de U para recibir en ella un material de refinación pulverizado 4. Los dos bordes predoblados 3 son entonces enganchados juntos, de modo que el material de refinación 4 sea encapsulado dentro del revestimiento 2 como núcleo. Como se discutió anteriormente, debido a la voluminosidad del cierre del tipo de gancho y debido a que el cierre no es sellado apropiadamente, es decir, que no es hermético a los fluidos, el enrollamiento y estiramiento profundo del alambre 1 no es posible y, también, puede estar presente dentro del material de refinación 4. Este oxígeno indeseable es dañino a la calidad del acero fundido cuando el alambre de refinación 1 es inyectado en éste, así como para recuperar el material del núcleo 4. Refiriéndose ahora a la figura 2 de los dibujos acompañantes, en ella se muestra una refinación de metal fundido, dosificando el alambre 11 de acuerdo con la invención, donde el revestimiento de acero 12 ha sido formado a partir de una tira de acero formada en una forma generalmente en U en la cual el material de refinación del núcleo ha sido proporcionado. En contraste con el alambre de refinación de la técnica anterior 1 discutido anteriormente con relación a la Figura 1, los bordes longitudinales confrontantes o empalmados 15 del revestimiento 12 son sellados juntos en una forma hermética a los fluidos por soldadura. De este modo, este cordón de soldadura así formado 3 encapsula el núcleo 14 del alambre 11 dentro del revestimiento 12 en una forma sellada, hermética a los fluidos, previniendo de este modo que cualquier oxígeno u otro gas o material indeseable entre al interior del revestimiento 12 durante el proceso de refinación de metal fundido. También como cualquier aire, oxígeno u otro gas presente en el revestimiento 12 puede ser reducido expulsando este del interior del revestimiento si el alambre 11 es enrollado o estirado a un diámetro más pequeño. Esto también tiende a cerrar el revestimiento 12 más fuertemente alrededor del núcleo 14. Los siguientes Ejemplos se proporcionaron para ilustrar la composición y dimensiones de los alambres de refinación de acero fundido precedidos de acuerdo con la invención, donde el acero del cual el revestimiento es hecho es acero SAE 1006 o su equivalente, el material del núcleo es polvo de calcio puro pulverizado y el diámetro externo del alambre es de 9.0 mm.

EJEMPLOS El enrollamiento o estiramiento profundo de los alambres puede ser necesario para proporcionar alambres de diámetro más pequeño, dependiendo de las condiciones de operación del proceso de refinación, tendiendo también a cerrar los revestimientos más fuertemente alrededor de los núcleos de alambre. De este modo, puede observarse que la invención proporciona alambres de refinación los cuales mejoran las técnicas de refinación de metal, dado que, inter alia, reducen las impurezas que son inyectadas en los metales fundidos, reteniendo a la vez su integridad total, particularmente durante su alimentación a los recipientes de metal fundido y su penetración hacia el metal fundido a través de la escoria que flota sobre la superficie de metal fundido. También debido a que los revestimientos son sellados y tienen circunferencias regulares, continuas, generalmente uniformes, pueden ser enrollados o estirados en diámetros más pequeños sin dañar su integridad, expulsando a la vez el aire, oxígeno o cualesquier otros gases indeseables del interior del revestimiento. Además, el enrollamiento o estiramiento profundo de los alambres de refinación de diámetros más pequeños puede proporcionar un material de núcleo que mantenga una densidad aparente o relación de compresión de más de 95% del equivalente de núcleo sólido teórico.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1. Un alambre de refinación de metal fundido, que comprende un revestimiento de metal que encapsula un núcleo de material de refinación, donde el núcleo es sellado dentro del revestimiento en una forma hermética a los fluidos, donde el espesor del revestimiento es mayor que 0.6 mm . 2. El alambre de refinación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque ha sido enrollado o estirado profundamente para reducir su diámetro.
3. El alambre de refinación de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el revestimiento de metal comprende acero.
4. El alambre de refinación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el acero es un acero bajo en carbono, bajo en silicio.
5. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el núcleo comprende calcio sustancialmente puro.
6. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el núcleo comprende calcio, metal de aluminio o níquel, o cualquier combinación de los mismos.
7. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el núcleo comprende una aleación de calcio-silicio, una aleación de ferro-titanio, una aleación de ferro-boro o cualquier combinación de las mismas.
8. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor del revestimiento es de hasta 2.0 mm.
9. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la superficie circunferencial del revestimiento es, de manera general uniformemente continua.
10. El alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los bordes longitudinales del revestimiento han sido soldados a tope juntos.
11. Un método para fabricar un alambre de refinación de metal fundido, que comprende un revestimiento metálico que encapsula un núcleo de material de refinación, donde el revestimiento es formado para encapsular el núcleo en una forma hermética a los fluidos, donde el espesor del revestimiento es mayor que 0.6 mm.
12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el alambre así formado es enrollado o estirado profundamente para reducir su diámetro.
13. El método de conformidad con la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el revestimiento de metal comprende acero.
14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el acero es un acero bajo en carbono, bajo en silicio.
15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el núcleo comprende calcio sustancialmente puro.
16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el núcleo comprende calcio, metal de aluminio o níquel, o cualquier combinación de los mismos.
17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque el núcleo comprende una aleación de calcio-silicio, una aleación de ferro-titanio, una aleación de ferro-boro o cualquier combinación de las mismas.
18. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el espesor del revestimiento es de hasta 2.0 mm.
19. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque los bordes longitudinales del revestimiento han sido soldados a tope juntos.
20. Un método para fabricar un alambre de refinación de metal fundido, que comprende un revestimiento metálico que encapsula un núcleo de material de refinación, el método comprende formar una tira de metal en un revestimiento con el material de refinación encapsulado en él y sellar juntos los bordes longitudinales del revestimiento así formado en una forma hermética a los fluidos, donde el espesor del revestimiento es mayor que 0.6 mm.
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el alambre es enrollado o estirado profundamente hasta un diámetro más pequeño , 22 El método de conformidad con la reivindicación 20 o 21, caracterizado porque los bordes longitudinales del revestimiento así formado son sellados juntos por soldadura. 23. El método de conformidad con la reivindicación 20, 21 ó 22, caracterizado porque la superficie del revestimiento, es continua y generalmente uniforme . 24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, caracterizado porque el revestimiento comprende acero. 25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el acero es un acero bajo en carbono, bajo en silicio. 26. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque el núcleo comprende calcio sustancialmente puro. 27. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque el núcleo comprende calcio, metal de aluminio o níquel, o cualquier combinación de los mismos. 28. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado porque el núcleo comprende una aleación de calcio-silicio, una aleación de ferro-titanio, una aleación de ferro-boro o cualquier combinación de las mismas. 29. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el espesor del revestimiento es de hasta 2.0 mm. 30. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 29, caracterizado porque la relación de la densidad aparente del material del núcleo es superior al 95% del equivalente del núcleo sólido teórico después de cualquier enrollamiento o estiramiento profundo. 31. Un método para refinar metal fundido, que comprende inyectar en el metal fundido un alambre de refinación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 o un alambre de refinación fabricado por el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 30. 32. El método de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque el alambre de refinación es inyectado en el metal fundido vía un tubo guía. 33. El método de conformidad con la reivindicación 31 ó 32, caracterizado porque el alambre de refinación es inyectado en el metal fundido usando rodillos de presión. 34. El método de conformidad con la reivindicación 31, 32 ó 33, caracterizado porque se hace que el alambre de refinación penetre cualquier escoria flotante sobre la superficie del metal fundido.