MX2013014715A

MX2013014715A - Almohadilla de impacto.

Info

Publication number: MX2013014715A
Application number: MX2013014715A
Authority: MX
Inventors: Jeffrey R Reinhart
Original assignee: Vesuvius Crucible Co
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2014-02-17
Also published as: AU2012271229B2; EA026796B1; AU2012271229A1; BR112013030524B1; EP2721184A1; TWI568522B; EP2721184A4; JP2014516802A; ZA201308013B; KR20140037869A; UA114084C2; JP6014129B2; CN103608470A; CN103608470B; EA201391708A1; TW201249563A; MY176935A; BR112013030524A2; CA2834130A1; WO2012173690A1

Abstract

Una almohadilla de impacto de artesa (10) formada de material refractario comprende una base (20) que tiene una superficie de impacto (21) que, en uso, se orienta hacia arriba contra una corriente de metal fundido que entra a una artesa, y una pared (22) que se extiende hacia arriba desde la base (20) alrededor de por lo menos una parte de la periferia de la superficie de impacto; la pared (20) tiene por lo menos una porción latitudinal (26); una característica que se extiende hacia adentro (30) sobresale desde la pared latitudinal (26); la característica que se extiende hacia adentro (30) inhibe al flujo que sale de la almohadilla de impacto (10) de pasar sobre el centro de la porción latitudinal (26) de la pared (20).

Description

ALMOHADILLA DE IMPACTO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un artículo refractario conocido en la técnica como una "almohadilla de impacto" para usarse en el manejo de metales fundidos, especialmente acero. La invención se refiere particularmente a una almohadilla de impacto para la colocación en una artesa para reducir la turbulencia en un flujo de acero fundido que entra a la artesa. La presente invención tiene especial utilidad en el colado continuo de acero.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Las artesas actúan como tanques de retención para dicho metal fundido, y especialmente para acero fundido en procesos comerciales para el colado continuo de acero. En el colado continuo de acero, el acero fundido alimentado a la artesa es acero generalmente de gran calidad que se ha sometido a diversos pasos para hacerlo adecuado para la aplicación particular de colado. Dichos pasos normalmente implican, por ejemplo, uno o más pasos para controlar los niveles de los distintos elementos presentes en el acero, por ejemplo el nivel de carbono u otros ingredientes de aleación, y el nivel de contaminantes como escoria. La residencia del acero en la artesa proporciona una oportunidad adicional para que cualquier escoria arrastrada y otras impurezas se segreguen y floten en la superficie en donde pueden estar, por ejemplo, absorberse en una capa protectora especial en la superficie del acero fundido. De este modo, la artesa se puede utilizar para "limpiar" más el acero antes de que se alimente al molde para colado.

Para optimizar la capacidad de la artesa para proveer continuamente un suministro de acero limpio al molde, es altamente deseable controlar y racionalizar el flujo de acero a través de la artesa. El acero fundido es normalmente alimentado a la artesa desde una cuchara a través de una cubierta que protege la corriente de acero de la atmósfera circundante. La corriente de acero fundido de la cuchara generalmente entra a la artesa con fuerza considerable, y esto puede generar turbulencia considerable dentro de la misma artesa. Cualquier turbulencia indebida en el flujo de acero fundido a través de la artesa tiene un número de efectos no deseados incluyendo, por ejemplo, evitar que la escoria y otras inclusiones indeseables en el acero se aglomeren y floten a la superficie; arrastrar en el acero fundido una parte de la corteza protectora que se forma, o se proporciona específicamente, en la superficie de la misa, arrastrar gas en el acero fundido, provocar erosión indebida del revestimiento refractario dentro de la artesa; y generar un flujo irregular del acero fundido al molde de colado.

En un esfuerzo por superar estos problemas, la industria ha llevado a cabo una investigación extensa de los diversos diseños de almohadillas de impacto para reducir turbulencia en la artesa que surge de la corriente entrante del acero fundido y para optimizar el flujo dentro de la artesa para aproximarse a las características ideales del "flujo tipo tapón", tanto como sea posible del acero fundido a medida que cruza la artesa. Generalmente hablando se ha encontrado que el flujo de acero fundido a través de la artesa con frecuencia se puede mejorar utilizando almohadillas de impacto que tienen superficies especialmente diseñadas capaces de redirigir y racionalizar el flujo de acero fundido.

El comportamiento del flujo tipo tapón (es decir, el pasaje de porciones sucesivas de acero a través de la artesa sin mezclado importante) requiere dirección de flujo lejos de la salida de la artesa después de que el acero fundido se retira de la almohadilla de impacto. La presencia de una porción importante de flujo de la almohadilla de impacto a la artesa, con un tiempo de residencia mínimo en la artesa, es conocido como "cortocircuito". Las almohadillas de impacto descritas en la técnica anterior se han diseñado generalmente con atención particular al componente dirigido hacia arriba del flujo resultante. Un incremento en el tiempo de residencia, y un incremento en la uniformidad del tiempo de residencia, en la artesa corresponde al aumento al máximo de la mezcla, y permite que las formulaciones de acero sucesivas pasen a través de la artesa con retención de sus composiciones respectivas.

Las almohadillas de impacto en la técnica anterior generalmente comprenden una base contra la cual choca una corriente dirigida hacia abajo del acero fundido y una pared lateral vertical o elementos de pared lateral que redirigen la corriente. Se fabrican de materiales refractarios capaces de soportar los efectos corrosivos y erosivos de una corriente de acero fundido para su vida laboral. Con frecuencia se configuran en forma de cajas poco profundas, por ejemplo, bases cuadradas, rectangulares, trapezoidales o circulares.

Se apreciará que el proceso de diseñar una nueva almohadilla de impacto de artesa que cumpla los criterios predeterminados particulares sea extremadamente complejo, ya que cambiar un aspecto del diseño de una almohadilla de impacto generalmente tiene repercusiones inesperadas en las dinámicas del flujo de todo el sistema de artesa.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es proporcionar una almohadilla de impacto mejorada adecuada para colocación en una artesa para incrementar el tiempo de residencia, inducir uniformidad del tiempo de residencia, y reducir al mínimo cortocircuitos, del flujo de metal fundido introducido en la misma.

La presente invención proporciona una almohadilla de impacto de artesa formada de material refractario que comprende una base que tiene una superficie de impacto que, en uso, se orienta hacia arriba contra una corriente de metal fundido que entra a una artesa, una pared que se extiende hacia arriba desde la base alrededor de por lo menos parte de la periferia de la superficie de impacto que tiene una porción latitudinal, una porción longitudinal en ciertas modalidades y una característica que se extiende hacia adentro que sobresale desde la porción latitudinal de la pared. En ciertas modalidades de la invención, la característica que se extiende hacia adentro puede tomar la forma de una saliente, que puede tener un ancho menor a la extensión de la porción latitudinal de la pared. En modalidades en donde la saliente tiene un ancho menor a la extensión de la porción latitudinal de la pared, y en presencia de una porción longitudinal de la pared, se forma un canal de flujo entre la porción longitudinal de la pared y una porción adyacente de la superficie de la saliente.

La presente invención también se puede describir como una almohadilla de impacto de artesa formada de material refractario que comprende una base con una superficie de impacto que, en uso, se orienta hacia arriba contra una corriente de metal fundido que entra a la artesa, y una pared que se extiende hacia arriba desde la base alrededor de por lo menos parte de la periferia de la superficie de impacto, la base y la pared definen un interior, la almohadilla tiene una extensión mínima central longitudinal, la pared tiene una porción longitudinal que tiene un interior, una extensión interna y una longitud interna, y una porción latitudinal con un interior, una extensión interna y una longitud interna, en donde la extensión interna de la porción longitudinal de la pared es mayor que la extensión mínima central longitudinal de la almohadilla, y en donde la longitud interna de la porción latitudinal de la pared es mayor que la extensión interna de la porción latitudinal de la pared. La extensión interna de una pared es la medición de la línea recta desde un extremo del interior de una pared al otro, la longitud interna de una pared es la distancia a lo largo de la superficie interior de la pared desde un extremo de la pared al otro.

La presente invención también se puede describir como una almohadilla de impacto de artesa que tiene una base y una pared latitudinal que se extiende hacia arriba desde la base. La almohadilla de impacto se distingue al producir, en uso, velocidades de flujo de fluido a través de la parte suprior de la pared latitudinal que presenta un mínimo en una porción central de la porción latitudinal de la pared en la ausencia de cualquier variación en la altura de la pared.

La pared puede extenderse parcialmente alrededor de la periferia de la base, o puede extenderse alrededor de toda la periferia de la base. En ciertas modalidades en donde la pared se extiende alrededor de toda la periferia de la base, la pared tiene una altura uniforme. La pared puede ser vertical o tener un ángulo en la escala de, e incluir, 1 grado hacia, e incluir, 30 grados desde la vertical.

Una más porciones de la parte superior de la pared pueden soportar una o más protuberancias que se proyectan hacia adentro sobre la periferia de la base.

La saliente puede tomar la forma de un reborde, por medio del cual la saliente se puede extender desde la porción longitudinal de la pared como también desde una porción latitudinal de la pared.

La saliente se puede configurar y disponer de diferentes maneras. La saliente se puede centrar en la pared latitudinal, o se puede disponer descentrada en la pared latitudinal. En una modalidad, la superficie interior de la saliente cruza el interior de la porción latitudinal de la pared en un ángulo mayor a 90 grados. La superficie interior de la saliente puede estar compuesta en su totalidad de superficies planas, puede contener por lo menos una superficie cuadrilátera, puede contener una o más superficies rectangulares, puede estar compuesta en su totalidad de superficies rectangulares, puede tener la forma de una superficie radial de un cilindro o puede tener una sección horizontal parabólica. La relación del ancho de la saliente a la altura de la saliente puede ser de 1 o más, puede tener un valor en la escala de, e incluir 0.8 a, e incluir, 1.5, o puede tener un valor en la escala de, e incluir 0.8 a, e incluir, 2. La relación del ancho de la saliente a la extensión interna de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto puede estar en la escala de, e incluir, 0.1 a, e incluir, 1. La relación de la extensión de la saliente al ancho de la saliente puede estar en la escala de, e incluir, 0.3 a, e incluir, 3. La superficie interior de la saliente puede ser vertical o puede tener un ángulo desde la vertical en la escala de, e incluir, 1 grado hacia, e incluir, 30 grados. La altura de la saliente puede ser igual a la altura de la porción de la porción latitudinal de la pared con la cual está en contacto o puede tener una relación de altura a la porción de la pared latitudinal en la escala de, e incluir 0.3 a, e incluir, 1.

La superficie interior de una saliente y la superficie interior de una porción longitudinal de la pared pueden converger para formar un canal de flujo con un piso, y con un extremo distal al centro de la almohadilla de impacto. El extremo distal del canal de flujo se puede bloquear parcialmente; el flujo en la dirección horizontal puede ser obstruido parcial o totalmente y una protuberancia puede obstruir parcialmente el flujo en la dirección vertical. La superficie interior de la saliente y la superficie interior de la porción longitudinal de la pared pueden cruzarse o no. El ángulo formado por la superficie interior de la saliente y la superficie interior de la porción longitudinal de la pared puede disminuir hacia el extremo distal del canal de flujo. La disminución en el ángulo puede ser continua o incrementar gradualmente. El piso del canal de flujo puede incrementar en elevación a medida que se extiende hacia el extremo distal del canal de flujo. El piso del canal de flujo puede formar un ángulo menor que 180 grados con la superficie de impacto de la almohadilla de impacto, este ángulo puede estar en la escala de, e incluir, 110 grados hacia, e incluir, 160 grados, puede estar en la escala de, e incluir, 115 grados hacia, e incluir, 155 grados, puede estar en la escala de, e incluir, 120 grados hacia, e incluir, 150 grados, o puede tener valores de 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 145, 150 o 155 grados.

La base de la almohadilla de impacto puede tener cualquier forma adecuada, por ejemplo, formas poliédricas tal como, cuadradas, rectangulares, trapezoidales, romboidales, hexagonales, octagonales, circulares o elípticas.

La superficie de impacto de la base se adapta para recibir la fuerza principal del flujo de metal que entra en la artesa. Por ejemplo, puede ser, plana, cóncava o convexa. La base por sí misma puede, si se desea, fijarse a la base de una artesa utilizando cualquier medio adecuado, por ejemplo, utilizar un cemento refractario o al ubicar la base por medio de elementos correspondientes formados en la superficie del revestimiento refractario de la artesa y el lado inferior de la almohadilla de impacto. La almohadilla de impacto se puede fijar en la base refractaria de la artesa. Esto se puede lograr, por ejemplo, al colocar la almohadilla de impacto en el revestimiento refractario monolítico de una artesa, al colocar una capa de la composición de energía refractaria de curado en caliente y curado en frío para rodear la base y opcionalmente parte de la pared exterior de la almohadilla de impacto y luego curar los materiales refractarios para unir la almohadilla de impacto en posición en la artesa.

La pared que se extiende hacia arriba desde la base alrededor de por lo menos una parte de la periferia de la superficie de impacto se puede hacer del mismo material que la base y puede ser integral con la misma. Por lo menos una pared que se extiende hacia arriba desde la base alrededor de por lo menos una parte de la periferia de la superficie de impacto puede tener una pared de contraparte con imagen especular que se extiende hacia arriba desde la parte periférica opuesta de la base.

En caso de que la almohadilla de impacto sea destinada para operación de "dos cadenas" asi denominada, la pared se puede extender alrededor de toda la periferia de la base. La pared se puede extender sustancialmente perpendicular en relación con la base. De este modo, una porción periférica lineal de la base puede soportar una porción de pared plana vertical, mientras que una porción curva de la base puede soportar una pared vertical que tiene una sección transversal horizontal correspondientemente curva.

En caso de que la almohadilla de impacto tenga una base con forma rectangular o trapezoidal y se destine para una operación de "una sola cadena" asi denominada, la pared se puede extender alrededor de tres lados de la base, con el cuarto lado sin pared o una pared relativamente baja. La almohadilla de impacto se puede configurar de forma que tenga una sola característica que se extiende hacia adentro; en uso, la almohadilla de impacto se puede instalar en la artesa para que la característica que se extiende hacia adentro se oriente adyacente a la salida de la artesa.

Una más porciones de la parte superior de la pared pueden soportar una o más protuberancias que se proyectan hacia adentro sobre la periferia de la base. La protuberancia puede estar en forma de una banda periférica interior que se proyecta hacia adentro desde la pared. La banda periférica se puede proyectar desde la parte superior de la pared.

En caso de que la almohadilla de impacto se diseñe principalmente para una operación de doble cadena, la protuberancia, por ejemplo, una banda periférica, se puede omitir, puede correr a lo largo de por lo menos el 50%, por lo menos el 75% o a lo largo del 100% de la longitud de la pared. En caso de que la almohadilla de impacto se diseñe principalmente para una operación de una sola cadena, la protuberancia, por ejemplo, una banda periférica, se puede omitir, puede correr a lo largo del 50% al 100%, o 60% al 80% de la longitud de la pared.

Una almohadilla de impacto para una operación de una sola cadena puede tener una sola saliente que se ubicará adyacente a la única salida de la artesa. Esta configuración puede tener un canal de flujo o dos canales de flujo ubicados adyacentes a la única salida de la artesa. Para operaciones de dos cadenas, una almohadilla de impacto puede tener uno o más canales de flujo ubicados adyacentes a cada una de las salidas de la artesa, es decir, en paredes latitudinales opuestas.

Las superficies superiores de la protuberancia pueden ser superficies lisas. La superficie superior puede tener un perfil que coincida con el perfil de la superficie inferior si se desea, por ejemplo, para proporcionar una protuberancia con un espesor sustancialmente uniforme en por lo menos la porción ocupada por la porción inclinada o curva.

La unión entre la pared y la superficie de impacto (es decir, la superficie superior de la ase) puede tomar la forma de un ángulo marcado, por ejemplo, un ángulo recto o un ángulo agudo o un ángulo obtuso, o puede ser redondo o curvo.

La almohadilla de impacto de acuerdo con la presente invención puede hacerse utilizando las técnicas de moldeo estándar bien conocidas en la técnica para formar artículos configurados refractarios. Si se desea, la almohadilla de impacto se puede fabricar en dos o más partes separadas que entonces se pueden unir para formar el articulo final, o se puede fabricar como una estructura monolítica (es decir, formarse en una pieza como un solo artículo integral).

El material refractario a partir del cual se fabrica la almohadilla de impacto puede ser cualquier material refractario adecuado capaz de soportar los efectos erosivos y corrosivos de una corriente de metal fundido a través de la vida laboral. Ejemplos de materiales adecuados son concretos refractarios, por ejemplo concretos basados en uno o más materiales refractarios en partículas y uno o más aglutinantes adecuados. Los materiales refractarios adecuados para la fabricación de almohadillas de impacto son bien conocidos en la técnica, por ejemplo alúmina, magnesia y compuestos o materiales mixtos de los mismos. Los aglutinantes igualmente adecuados son bien conocidos en la técnica, por ejemplo, cemento con alto contenido de alúmina.

Las almohadillas de impacto de acuerdo con la presente invención se pueden hacer para usarse con artesas que operan en un modo de una sola cadena, dos cadenas o múltiples cadenas. Como es bien sabido en la técnica, los procesos de acero de colado continuo que operan en modos de una sola cadena y múltiples cadenas (artesa delta) generalmente emplean almohadillas de impacto que tienen una sección transversal cuadrada, rectangular o trapezoidal (en el plano horizontal) en donde se proporcionan un par de lados opuestos con paredes que tienen igual altura, un tercer lado que también tiene una pared y el cuarto lado ya sea con una pared inferior o sin pared. En las tecnologías de doble cadena (o en algún momento cuádruple o por seis), las almohadillas de impacto generalmente tienen una sección transversal cuadrada o rectangular en donde se proporciona un primer par de lados opuestos con paredes que tienen una altura igual y el segundo par de lados opuestos también tienen igual altura (que puede ser la misma que o diferente de la altura del primer par). En una operación de una sola cadena y de múltiples cadenas la almohadilla de impacto generalmente se coloca cerca de un extremo de la artesa a un lado del área en donde se sitúa(n) la(s) salida(s) para el acero fundido, mientras que en la operación de doble cadena la almohadilla de impacto generalmente se coloca en el centro de una artesa rectangular con dos salidas colocadas en lados opuestos de la almohadilla de impacto (o en una operación de cadena cuádruple, dos pares de salidas situadas en lados opuestos, o en una operación de seis cadenas, tres pares de salidas situadas en lados opuestos).

Las almohadillas de impacto de acuerdo con la presente invención se pueden utilizar, por ejemplo, para proporcionar volumen muerto reducir y/o flujo tipo tapón mejorado y/o turbulencia reducida en artesas para mantener el acero fundido.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención ahora se describirá con referencia a los dibujos anexos en donde: La figura 1 es una vista en perspectiva de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 2 es una vista en planta de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 3 es un dibujo en perspectiva de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 4 es una vista en planta de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 5 es una vista en sección transversal de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 6 es una vista en planta del interior de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 7 es una vista en planta del interior de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 8 es una vista en planta del interior de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; La figura 9 es una gráfica de las velocidades de flujo del metal fundido que fluye sobre una pared latitudinal de una almohadilla de impacto de la presente invención trazada como una función de distancia a lo largo de la pared latitudinal; La figura 10 es una vista en perspectiva de una almohadilla de impacto de la técnica anterior; La figura 11 es una vista en planta de una artesa de múltiples cadenas que contiene una almohadilla de impacto; La figura 12 es una gráfica de volúmenes de flujo que salen de una artesa como una función de tiempo en una artesa que contiene una almohadilla de impacto de la técnica anterior; y La figura 13 es una gráfica de volúmenes de flujo que salen de una artesa como una función de tiempo en una artesa que contiene una almohadilla de impacto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La figura 1 muestra una almohadilla de impacto 10 que comprende una base 20 que tiene una superficie de impacto 21 que se orienta hacia arriba hacia un interior, y una pared 22 que se extiende hacia arriba desde la base 20. La pared 22 tiene una porción longitudinal 24 y una porción latitudinal 26. Una saliente 30 se extiende hacia adentro, hacia el centro de la almohadilla de impacto, desde la porción latitudinal 26. La altura de la saliente 32 es la distancia entre la superficie de impacto de la almohadilla de impacto 21 y la parte superior de la saliente 30. La protuberancia 34 se extiende horizontalmente hacia adentro desde la parte superior de la pared 22.

La figura 2 es una vista en planta de una almohadilla de impacto 10 de la presente invención. La base 20 tiene una superficie de impacto 21 ; la pared 22 se extiende desde la superficie de impacto 21. La pared 22 está compuesta por porciones longitudinales 24 y porciones latitudinales 26. Un par de salientes 30 se extiende hacia adentro, hacia el centro de la almohadilla de impacto, cada una desde las porciones latitudinales 26. La protuberancia 34 se extiende horizontalmente hacia adentro desde la parte superior de la pared 22. El interior de la porción latitudinal 26 tiene una extensión 40 que indica la distancia en línea recta entre los puntos de extremo de la porción latitudinal. El ancho de la saliente 44 indica la distancia en linea recta entre dos intersecciones de la saliente 30 con la porción de pared latitudinal 26. La extensión de la saliente 46 indica la distancia longitudinal entre una intersección de la saliente 30 con la porción de pared latitudinal 26 y el punto en la saliente 30 más lejos de la porción de la pared latitudinal 26, incluyendo cualquier porción de la protuberancia 34 en contacto directo con la saliente 26. El canal de flujo 50 se forma dentro de un ángulo 52 producido por la convergencia del interior de una porción longitudinal 24 de la saliente 30. En esta modalidad de la invención, los segmentos sucesivos de la saliente 30 forman ángulos sucesivamente más pequeños con el interior de la porción longitudinal 24 a medida que la porción longitudinal 24 y la saliente 30 convergen. En esta modalidad de la invención, la porción longitudinal 24 y la saliente 30 no se cruzan; en su lugar, la porción longitudinal 24 y la saliente 30 cada una cruza una superficie interior de la porción latitudinal 26 de la pared de la almohadilla de impacto 22. El ángulo 53 es el ángulo de intersección de la superficie interior de la saliente con el interior de la porción latitudinal 26 de la pared, en la modalidad mostrada, el ángulo es mayor que 90 grados.

La figura 3 muestra una almohadilla de impacto 10 que comprende una base 20 que tiene una superficie de impacto 21 que se orienta hacia arriba hacia un interior, y una pared 22 que se extiende hacia arriba desde la base 20. La pared 22 tiene una porción longitudinal 24 y una porción latitudinal 26. Una saliente 30 se extiende hacia adentro, hacia el centro de la almohadilla de impacto, desde la porción latitudinal 26. La altura de la saliente 32 es la distancia entre la superficie de impacto de la almohadilla de impacto 21 y la parte superior de la saliente 30. La protuberancia 34 se extiende horizontalmente hacia adentro desde la parte superior de la pared 22. El canal de flujo 50 se forma dentro de un ángulo producido por la convergencia del interior de una porción longitudinal 24 y la saliente 30, y se cierra parcialmente en un extremo distal al centro del interior de la almohadilla impacto. El elevador de flujo 54, ubicado dentro del canal de flujo, es una porción del piso del canal de flujo 50 que incrementa en elevación a medida que se extiende hacia el extremo parcialmente cerrado del canal de flujo.

La figura 4 proporciona una vista en planta de la modalidad de la invención con elevadores de flujo. La base 20 tiene una superficie de impacto 21 ; la pared 22 se extiende hacia arriba desde la superficie de impacto 21. La pared 22 está compuesta por porciones longitudinales 24 y porciones latitudinales 26. Un par de salientes 30 se extiende hacia adentro, hacia el centro de la almohadilla de impacto, cada una desde las porciones latitudinales 26. La protuberancia 34 se extiende horizontalmente hacia adentro desde la parte superior de la pared 22. El canal de flujo 50 se forma dentro de un ángulo producido por la convergencia del interior de una porción longitudinal 24 de la saliente 30. En esta modalidad de la invención, los segmentos sucesivos de la saliente 30 forman ángulos sucesivamente más pequeños con el interior de la porción longitudinal 24 a medida que la porción longitudinal 24 y la saliente 30 convergen. En esta modalidad de la invención, la porción longitudinal 24 y la saliente 30 no se cruzan; en su lugar, la porción longitudinal 24 y la saliente 30 cada una cruza una superficie interior de la porción latitudinal 26 de la pared de la almohadilla de impacto 22. El canal de flujo 50 se cierra parcialmente en un extremo distal al centro del interior de la almohadilla de impacto. El elevador de flujo 54, ubicado dentro del canal de flujo, es una porción del piso del canal de flujo 50 que incrementa en elevación a medida que se extiende hacia el extremo parcialmente cerrado del canal de flujo.

La figura 5 representa una sección transversal, a lo largo de la línea de sección AA en la figura 4, de una almohadilla de impacto 10 de la presente invención, que contiene la base 20, en donde se ubica la almohadilla de impacto 21. La porción de la pared latitudinal 26 es una porción de una pared que se extiende hacia arriba desde una base 20. El canal de flujo 50 está en comunicación con el interior de la almohadilla de impacto 10. Una porción del piso del canal de flujo 50 describe un ángulo con la superficie de impacto 21. Este ángulo 56 está dentro de la escala de 90 a 180 grados, puede estar dentro de las escalas de 110 grados a 160 grados, 120 grados a 150 grados, y puede, por ejemplo, tener un valor de 115, 120, 125, 127, 130, 135, 140, 145, 150 o 155 grados.

La figura 6 muestra una vista en planta del interior 60 de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; Ciertas modalidades de la presente invención se distinguen por tener una dimensión mínima longitudinal central 62, medida entre las salientes opuestas 30 o entre una saliente 30 y una porción latitudinal sin salientes 26, de manera que la dimensión mínima longitudinal 62 sea menor que la extensión longitudinal interior 42 de la pared de la almohadilla de impacto 22. Ciertas modalidades de la presente invención también se distinguen por tener una dimensión latitudinal central 64 medida entre las porciones de la pared longitudinal opuesta 24 y una saliente 30 que tiene una longitud de superficie de la saliente 66 medida a lo largo de la superficie de la saliente desde dos intersecciones de la saliente con la porción de la pared latitudinal 26, de manera que la dimensión latitudinal central 64 sea menor que la longitud de la superficie de la saliente 66. En la modalidad mostrada en esta figura, la superficie que se orienta hacia adentro de la saliente 30 se compone de una serie de superficies planas rectangulares adjuntas.

La figura 7 muestra una vista en planta del interior 60 de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; Ciertas modalidades de la presente invención se distinguen por tener una dimensión mínima longitudinal central 62, medida entre las salientes opuestas 30 o entre una saliente 30 y una porción latitudinal sin salientes 26, de manera que la dimensión mínima longitudinal 62 sea menor que la extensión longitudinal interior 42 de la pared de la almohadilla de impacto 22. Ciertas modalidades de la presente invención también se distinguen por tener una dimensión latitudinal central 64 medida entre las porciones de la pared longitudinal opuesta 24 y una saliente 30 que tiene una longitud de superficie de la saliente 66 medida a lo largo de la superficie de la saliente desde dos intersecciones de la saliente con la porción de la pared latitudinal 26, de manera que la dimensión latitudinal central 64 sea menor que la longitud de la superficie de la saliente 66. En la modalidad mostrada en esta figura, la superficie que se orienta hacia adentro de la saliente 30 está en forma de una porción de la superficie radial e un cilindro. En la modalidad que se muestra en esta figura, la convergencia del interior de una porción longitudinal 24 y saliente 30 conduce a la intersección de la porción longitudinal 24 con una porción de pared latitudinal 26 y la intersección de la saliente 30 con una porción de la pared latitudinal 26, en la cual los puntos de las superficies interiores de la porción longitudinal 24 y saliente 30 son paralelos.

La figura 8 muestra una vista en planta del interior 60 de la pared de una almohadilla de impacto de la presente invención; En la modalidad mostrada, tanto las porciones longitudinales 24 como las porciones latitudinales 26 de la pared tienen salientes. La extensión longitudinal interior 42 de la pared es mayor que la dimensión mínima longitudinal central 62.

La figura 9 muestra la velocidad de flujo 80 trazada contra la distancia latitudinal 84 sobre una porción latitudinal de la pared de una almohadilla de impacto mostrada en las figuras 1 y 2. Por arriba de los canales de flujo, se incrementa la velocidad de flujo. Por arriba de la saliente, disminuye la velocidad de flujo. El patrón de flujo exhibe una máxima 86 por arriba de los canales de flujo y una mínima local 88 por arriba de la saliente.

La figura 10 es una vista en perspectiva de una almohadilla de impacto 110 de la técnica anterior. La almohadilla contiene una base 112 con una superficie de impacto 114 que se orienta hacia arriba y que se orienta al interior de la almohadilla de impacto. Una pared se extiende hacia arriba alrededor de la periferia de la base. La almohadilla de impacto de la técnica anterior no contiene saliente desde una pared latitudinal, y tampoco canal de flujo de acuerdo con la definición de aquellos términos como se utilizan para describir la presente invención.

La figura 11 es una representación en planta de una artesa de colado 120. La almohadilla de impacto 130 se coloca en la artesa, el flujo de metal fundido en la artesa se coloca de manera que el metal fundido fluya en la almohadilla de impacto 130. El metal fundido fluye desde la artesa en pares de cadenas de colado. Las salidas para las cadenas de colado 132 están más cerca de la almohadilla de impacto 130, las salidas para las cadenas de colado 134 se encuentran a una distancia intermedia desde la almohadilla de impacto 130, las salidas para las cadenas de colado 136 están a una distancia más alejada de la almohadilla de impacto 130.

La figura 12 muestra el rendimiento de la almohadilla de impacto 110 de la técnica anterior. Un modelo de una artesa de múltiples cadenas de acuerdo con la figura 11 se construyó de manera que el flujo de agua que contiene el colorante indicador podría utilizarse para estudiar los patrones de flujo. En el experimento reportado en la figura 12, se introdujo un modelo de una almohadilla de impacto de la técnica anterior de acuerdo con la figura 10, y el modelo de la artesa se llenó con agua que no contiene colorante. En el tiempo cero un pulso de colorante indicador se inyectó en el flujo de entrada de agua. Este flujo impactó la almohadilla y se dispersó a lo largo de la artesa. Ya que el agua/mezcla de colorante salen simultáneamente del modelo de la artesa a través de seis salidas diferentes, se registra un valor de transmitancia en tres ubicaciones, cada ubicación corresponde a una de las salidas de los pares de salidas que se muestran en la figura 11. La gráfica 150 indica valores para la luz transmitida a través de una mezcla de agua y colorante indicador. En la gráfica 150 un valor de transmitancia de cero indica agua que no contiene colorante. Los valores de transmitancia más altos indican cantidades mayores de colorante en la mezcla. El eje de ordenadas o eje vertical en la gráfica 150 representa los valores de transmitancia observados. El eje de abscisas o eje horizontal en la gráfica 150 representa el tiempo, en segundos, desde la introducción de colorante indicador al sistema.

Los resultados del análisis se muestran en la gráfica 150. El sensor en la posición 132, que produce los resultados indicados por la gráfica 152, se encuentra 5.48 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto. El sensor en la posición 134, que produce los resultados indicados por la gráfica 154, se encuentra 41.04 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto. El sensor en la posición 136, que produce los resultados indicados por la gráfica 156, se encuentra 76.60 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto.

Con la almohadilla de impacto de la técnica anterior110 hay una desviación amplia en valores entre las tres gráficas en un tiempo determinado. También, un tiempo mínimo de residencia (MRT, por sus siglas en inglés), como se indica por el tiempo cuando la gráfica empieza a subir es muy corto en la ubicación 132 y largo en la ubicación 136.

La figura 13 muestra el rendimiento de una almohadilla de impacto 10 de la presente invención, que contiene dos salientes, cuatro canales de flujo, y un elevador de flujo en cada uno de los canales de flujo. Un modelo de una artesa de múltiples cadenas de acuerdo con la figura 11 se construyó de manera que el flujo de agua que contiene el colorante indicador podría utilizarse para estudiar los patrones de flujo. En el experimento reportado en la figura 13, se introdujo un modelo de una almohadilla de impacto 10 de acuerdo con la figura 1 , y el modelo de la artesa se llenó con agua que no contiene colorante. En el tiempo cero un pulso de colorante indicador se inyectó en el flujo de entrada de agua. Este flujo impactó la almohadilla y se dispersó a lo largo de la artesa. Ya que el agua/mezcla de colorante salen simultáneamente del modelo de la artesa a través de seis salidas diferentes, se registra un valor de transmitancia en tres ubicaciones, cada ubicación corresponde a una de las salidas de los pares de salidas que se muestran en la figura 11. La gráfica 160 indica valores para la luz transmitida a través de una mezcla de agua y colorante indicador. En la gráfica 160 un valor de transmitancia de .cero indica agua que no contiene colorante. Los valores de transmitancia más altos indican cantidades mayores de colorante en la mezcla. El eje de ordenadas o eje vertical en la gráfica 160 representa los valores de transmitancia observados. El eje de abscisas o eje horizontal en la gráfica 160 representa el tiempo, en segundos, desde la introducción de colorante indicador al sistema.

Los resultados del análisis se muestran en la gráfica 160. El sensor en la posición 132, que produce los resultados indicados por la gráfica 162, se encuentra 5.48 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto. El sensor en la posición 134, que produce los resultados indicados por la gráfica 164, se encuentra 41.04 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto. El sensor en la posición 136, que produce los resultados indicados por la gráfica 166, se encuentra 76.60 cm desde el exterior de la pared latitudinal de la almohadilla de impacto.

La almohadilla de impacto utilizada para producir los resultados mostrados en la gráfica 160 dirige el flujo de tal forma que la desviación en valores entre las tres gráficas fue significativamente más angosta en un tiempo determinado que cuando se observó para la almohadilla de impacto de la técnica anterior. Para la presente invención, el MRT en la ubicación 132 se incrementó considerablemente mientras que al mismo tiempo el MRT en la ubicación 136 se redujo. Este efecto produce una uniformidad mejorada en gran medida de la concentración de agua y colorante en todo el modelo de la artesa. Para aplicaciones industriales, la uniformidad en MRT permite una transición más rápida de un grado de acero a otro en una artesa de cadenas múltiples.

Numerosas modificaciones y variantes de la presente invención son posibles. Por lo tanto, es entendido que dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones, la invención puede ser practicada de otra manera además de la descrita específicamente.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una almohadilla de impacto de artesa (10) formada de material refractario que comprende una base (20) con una superficie de impacto (21) que, en uso, se orienta hacia arriba contra una corriente de metal fundido que entra a la artesa, y una pared (22) que se extiende hacia arriba desde la base (20) alrededor de por lo menos parte de la periferia de la superficie de impacto, la base y la pared definen un interior, la almohadilla tiene una extensión mínima central longitudinal, la pared tiene una porción longitudinal (24) que tiene un interior, una extensión interna y una longitud interna, y una porción latitudinal (26) con un interior, una extensión interna y una longitud interna, en donde la extensión interna de la porción longitudinal (24) de la pared (22) es mayor que la extensión mínima central longitudinal de la almohadilla (10), y en donde la longitud interna de la porción latitudinal (26) de la pared (22) es mayor que la extensión interna de la porción latitudinal de la pared (22).

2. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la pared (22) se extiende alrededor de toda la periferia de la base (20).

3. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada además porque la pared (22) tiene una altura uniforme.

4.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque la base (20) es cuadrada, rectangular o trapezoidal.

5.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque la artesa produce velocidades de flujo en metal fundido que deja la almohadilla de impacto (10), y en donde las velocidades de flujo medidas a lo largo de la parte superior de la longitud de la porción latitudinal (26) de la pared (22) muestran un mínimo en una porción central de la porción latitudinal (26) de la pared (22).

6.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además porque una saliente (30) con un ancho, una altura y una superficie interior se extiende hacia adentro desde la porción latitudinal (26) de la pared (22) en el interior.

7 - La almohadilla de impacto de artesa ( 0) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la superficie interior de la saliente (30) cruza el interior de la porción latitudinal (26) de la pared (22) en un ángulo mayor a 90 grados.

8 - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la superficie interior de la saliente (30) comprende por lo menos una superficie cuadrilátera.

9.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la superficie interior de la saliente (30) comprende una porción que tiene la forma de una porción de una superficie radial de un cilindro.

10. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la relación del ancho de la saliente (30) a la altura de la saliente (30) es 1 o mayor.

1 1. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la relación de la extensión de la saliente (30) al ancho de la saliente (30) está en la escala de, e incluye, 0.3 a, e incluye, 3.0.

12.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la relación del ancho de la saliente (30) a la altura de la saliente (30) está en la escala de, e incluye, 0.8 a, e incluye, 1.5.

13. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la relación del ancho de la saliente (30) a la extensión interna de la pared latitudinal (26) de la almohadilla de impacto (10) está en la escala de, e incluye 0.1 a, e incluye, 1.

14. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la superficie interior de la saliente (30) y la superficie interior de la porción longitudinal (24) de la pared (22) convergen para formar un canal de flujo (50) con un piso, y con un extremo distal al centro de la almohadilla de impacto (10).

15. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque el ángulo (52) formado por la superficie interior de la saliente (30) y la superficie interior de la porción longitudinal (24) de la pared (22) disminuye hacia el extremo distal del canal de flujo (50).

16.- La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada además porque el canal de flujo (50) incrementa en elevación a medida que se extiende hacia el extremo distal al centro de la almohadilla de impacto ( 0).

17. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada además porque el piso del canal de flujo (50) forma un ángulo (56) menor a 180 grados con la superficie de impacto (21) de la almohadilla de impacto (10).

18. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además porque el piso del canal de flujo (50) forma un ángulo (56) en la escala de, e incluye 115 grados hacia, e incluye 155 grados con la superficie de impacto (21) de la almohadilla de impacto (10).

19. - La almohadilla de impacto de artesa (10) de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el piso del canal de flujo (50) forma un ángulo (56) de 127 grados con la superficie de impacto (21) de la almohadilla de impacto (10).

20. - La almohadilla de impacto de artesa de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque la relación de la altura de la saliénte a la altura de la porción de la porción latitudinal de la pared con la cual está en contacto está en la escala de, e incluye, 0.3 a, e incluye 1.