MXPA01007179A - Procedimiento y dispositivo para ajustar y/o mantener la temperatura de una masa fundida preferentemente de acero, durante fundicion continua. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un procedimiento para controlar la temperatura de una masa fundida (10), preferentemente de acero, en un recipiente de distribucion (11) en donde se mide la temperatura del fundido, el resultado de la medicion se compara con un rango de temperatura predeterminada en forma de valores especificados y, se suministra o se retira calor del fundido para que la temperatura permanezca dentro de ese rango. Con el objeto de controlar la temperatura de fundicion, una parte moldeada refractaria (20) que esta cerrada en ambos lados y que se provee para recibir a una bobina de induccion de liquido enfriado (1), se sumerge en la masa fundida (10). La transmision de calor se realiza por medio de la conduccion termica desde la pared de la parte moldeada (20) que esta acoplada a un campo electromagnetico inducido y/o por medio de un acoplamiento directo a la masa fundida (10). La parte moldeada (20) recibe la bobina de induccion (1) de una manera intercambiable dejando libres los canales de enfriamiento (9) y se coloca desde el exterior por un maniobrador (16) que puede ser levantado, descendido y girado.

Description

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA AJUSTAR Y/O MANTENER LA TEMPERATURA DE UNA MASA FUNDIDA PREFERENTEMENTE DE ACERO, ( DURANTE FUNDICION CONTINUA. CAMPO DE LA INVENCION. 5 La invención se refiere a un procedimiento para ajustar o mantener de la temperatura de una masa fundida, preferentemente de un fundido de acero, donde la temperatura de fundido se mide en un recipiente, el f resultado de la medición se compara con un rango de v . 10 temperatura predeterminada en forma de valores nominales y la masa fundida recibe calor por inducción eléctrica de una bobina de inducción o por medio de una instalación de enfriamiento se le retira calor de manera que la temperatura de fundido quede dentro del rango del valor 15 nominal. La invención también se refiere a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento. ( " ANTECEDENTES DE LA INVENCION. En fundición continua especialmente de acero, se procura obtener en el recipiente de distribución, que a 20 continuación también se señala como ARTESA DE FUNDICION, por razones de calidad y de funcionamiento, una temperatura lo más uniforme posible del fundido o el mantenimiento de un rango pequeño de temperatura. En razón de las pérdidas de temperatura del fundido en el cucharón, al pasar dei cucharen ai distribuidor y en el mínimo distribuidor, se queda limitada en el tiempo la duración de la fundición. Por la instalación de un dispositivo para la regulación de la temperatura del fundido en el recipiente de distribución, pueden compensarse diferentes temperaturas de fundido en los cucharones en el distribuidor y prolongarse el tiempo de fundición posible. Las ventajas de tal dispositivo se basan principalmente en una mayor flexibilidad en las fallas de la fundición, y antes que todo, en la medición comparativa del nivel de temperatura en la artesa de fundición. Aquí, se esperan ventajas de calidad en el producto de fundición continua. También, se hace posible una fundición cercana a lo liquido. Los dispositivos conocidos para ajustar la temperatura en el distribuidor, son por ejemplo calentadores de plasma que usualmente se colocan arriba del distribuidor. El principio del calentamiento de plasma consiste en una cámara vertical con relación a la artesa de fundición, con electrodos que transmiten una arco eléctrico a una superficie metálica libre. El arco de luz se estabiliza con argón, de aquí la idea de plasma. En la zona de la cámara se produce una mancha caliente en la cual el acero ya sea, por dique o detención o adicionalmente, por dispositivos de rociado, por ejemplo porosos, se debe transferir ara filtres de piso de rociado transparentes al gas . Es desventajoso en esta variante del procedimiento, la superficie libre necesaria de la masa fundida dentro de la cámara, de modo que se presentan efectos cambiantes físicos y químicos entre la atmósfera de cámara y el fundido. En razón de las temperatura muy elevadas en el arco eléctrico se establece dentro de la cámara la formación de vapor y polvo. Además se conocen calentamientos inductivos de artesa de fundición en los cuales entre los llamados inductores de crisol, y los canales o inductores de canal se presentan diferencias, que están unidas en lo general con la brida y la construcción del distribuidor. Además, los inductores de canal son comparativamente complicados a los inductores de crisol, tanto en su fabricación como en su mantenimiento. La US-A-5 084 089 describe en una zona hundida de un distribuidor, bobinas de inducción colocadas exteriormente de manera fija y un dispositivo de enfriamiento que penetra en la masa fundida en ¦ el distribuidor para la regulación de la temperatura de fundido. Las ventajas del calentamiento inductivo se desprenden por la falta de contacto con la masa fundida, así como por el campo alterno electromagnético inducido que produce la generación de fuerza en el fundido, la cual cuida de un movimiento de agitación del fundido y con esto de una distribución más rápida de calor dentro del recipiente de distribución. Las desventajas de los calentamientos inductivos en la artesa de fundición se producen desde la aplicación sólida en la artesa de fundición que actúa de manera negativa con respecto a la flexibilidad. También el gasto de mantenimiento de instalación, es elevado. La solicitud de patente no publicada previamente DE 197 52 548 Al, se refiere a un procedimiento para el ajuste y mantenimiento de la temperatura especialmente de un fundido de acero en límite de temperatura pequeños, por medio de una fundición continua en el tiempo de fundición, donde la disminución de la temperatura se compensa por calentamiento. Se mejora el procedimiento porque la temperatura de fundición se mide en el recipiente de distribución, los resultados de la medición se comparan con el límite inferior de temperatura predeterminado y el de la masa fundida; al alcanzar o quedar abajo del limite-' se calienta tanto como sea necesario para que la temperatura vuelva a quedar dentro de la zona del valor nominal. También se menciona un calentamiento de fundido por medio de un dispositivo de calentamiento que trabaja inductivamente, sin que se describan los medios utilizados para ello o un dispositivo correspondiente. ^ El documento EP 0 657 236 Al describe un recipiente de fundición rotable descargable que sirve para 5 un funcionamiento de carga en la fundición de una masa metálica, que tiene un calentamiento inductivo. Este incluye una bobina de inducción de forma circular plana ajustable a la distancia dispuesta paralelamente al nivel metálico y movible en dirección vertical, por medio del 10 cual se calienta el fundido por el acoplamiento directo del campo alterno electromagnético inducido, sin contacto. Puesto que el grado de eficiencia del campo inductivo disminuye fuertemente al aumentar la distancia de la bobina inductiva al fundido, ha de mantenerse la distancia 15 lo más cercana posible, para esto, es necesario un funcionamiento sin descubrimiento de la residuo estratificado, con lo cual se produzca un contacto directo entre el fundido y la atmósfera. El dispositivo descrito no es adecuado en razón 20 de la utilización como reactor de carga para el funcionamiento continuo de un recipiente de distribución en el colado continuo. Además, es un funcionamiento bajo la presentación de la atmósfera en el acero imposible debido a las reacciones que se producen inmediatamente tanto físicas 25 como químicas entre el fundido de acero y la atmósfera.

Ambas publicaciones anteriores describen únicamente dispositivos o procediir.ientos para el calentamiento del fundido metálico para lo cual se aplica una regulación de la temperatura de fundido entre limites estrechos. SUMARIO DE LA INVENCION Partiendo del estado del estado anterior de la técnica presenta la invención como tarea base el crear un procedimiento del tipo indicado en la idea introductiva de la reivindicación 1, asi como un dispositivo adecuado para su realización, el cual evitando las desventajas y dificultades que se presentan en el estado actual de la técnica, realice una regulación de la temperatura ventajosa sin complicaciones, flexible y con esto económica, de un fundido metálico en un recipiente de distribución. Para resolver la tarea se propone con la presente invención, que en un procedimiento del tipo mencionado en la idea introductiva de la reivindicación 1 para regular la temperatura del fundido, la bobina de inducción colocada en una parte modelada cerrada per el lado de piso resistente al fuego o refractario, se sumerja en el fundido.- La potencia del calentamiento del dispositivo que se indica a continuación también como barra de calentamiento se regula por la intensidad de corriente que fluye a través de la bobina de inducción. La bobina de inducción se enfría desee adentro y/o desde afuera por un fluido de enfriamiento preferentemente aire. Con el procedimiento se procura trasmitir el calor a la masa fundida por el conducto de calor desde la S pared de la parte modelada, que está acoplada al campo alternativo electromagnético inducido. Alternativamente puede conducirse calor al fundido por el acoplamiento del campo inducido electromagnético.. También puede retirarse calor del fundido por medio de un conducto de calor a 0 través de la pared de la parte moldeada. La invención incluye además un dispositivo para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, donde la parte moldeada está construida con un tubo cerrado por el lado del piso, resistente al calor y S acoplable inductivamente; el tubo que recibe la bobina inductiva contiene un fluido de enfriamiento especialmente aire, que se introduce en el fundido y presenta en el extremo superior, salidas para el paso del conducto de corriente del fluido de enfriamiento asi como conexiones 0 para suministrar y retirar el fluido de enfriamiento adicional que exista en caso dado. » DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Otras particularidades y características de la invención se desprenden de la siguiente explicación de un s ejemplo de realización representado esqueméí icareente en los dibujos . f^- Donde muestra: La FIGURA 1, una barra de calentamiento de 5 acuerdo con la invención en corte longitudinal; La FIGURA 2a, la barra de calentamiento en vista lateral en acción conjunta con un maniobrador, La FIGURA 2b la barra de calentamiento en vista lateral con otro maniobrador; 10 La FIGURA 3a, un corte en vista lateral a través de un distribuidor con las barras de calentamiento sumergidas en el fundido, asi como con un sensor de temperatura en acción conjunta con una instalación para la regulación de la temperatura del fundido; 1S La FIGURA 3b, un distribuidor de acuerdo con la figura 3a en vista de planta. C - ' La FIGURA 4a, un corte en vista lateral a través de un distribuidor conformado de otra manera; La FIGURA 4b, un arreglo según la figura 4a 20 en vista de planta, La FIGURA 5a, un arreglo en corte a traVés de la linea V-V en la figura 5b en una forma de distribución alternativa con barras de calentamiento sumergidas en la guia por medio de un soporte 25 instalado sobre la plataforma o dique de fundición; La FIGURA 5b, un arreglo según la figura 5a en vista de planta. DESCRIPCION DE LA INVENCION La barra de calentamiento 20, indicada en 5 la figura 1 para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención, abarca una bobina de inducción 1 de un conductor recorrido por corriente 2 que se enfria con un fluido 45, 45' con un número de espirales 3, a lo largo de un eje vertical Y-Y ' 10 con un diámetro de espiral D relativamente pequeño en comparación a la longitud de la bobina L en una parte moldeada 24 resistente al fuego. La parte moldeada 24 posee un piso cerrado 15 y recibe la bobina de inducción 1 que se sumerge con la 15 formación de un espacio hueco de forma tubular en forma de tubo y la puesta en libertad de canales de - enfriamiento verticales 9. En el extremo superior, existen salidas 17 para el paso del conducto de corriente enfriante interno 2 asi como conexiones 18 20 para suministrar y retirar el fluido de enfriamiento adicional y el elemento de retención 14 para* la articulación de los brazos de barra 23 de un maniobrador 16. El tubo o la pared 24 de la barra de 25 calentamiento 20, consiste de un material resistente al fuego (ver por ejemplo EP 0 526 718 Bl) acoplado al campo alternativo e 1 ec t r onagné t i co de la bobina de inducción 1. La transmisión de calor se realiza por medio de la conducción de calor de la pared 20 a la masa fundida 10, además, puede fundirse la masa 10 por medio de una variación del campo alternativo inducido por medio de calor acoplado directamente. En razón de propiedades especiales del material del tubo 24, puede éste calentarse inductivamente sin calentamiento adicional y sin la presencia de material acoplable que lo rodee. La figura 1 muestra un corte de un distribuidor 11 con el fundido de acero líquido ahí contenido 10, y una capa de residuo estratificado flotante sobre él 22. El material del tubo 24 se comporta de manera inerte con respecto al fundido de acero 10, sin embargo en la zona de la capa de residuo estratificado 22, está fortalecido con una camisa de protección de revestimiento adicional 25, contra un desgaste mecánico y químico. El piso del distribuidor 11 está formado por una camisa de adero 19 con un revestimiento resistente al fuego o refractario 21. El suministro regulable de la corriente alternativa a la bobina de inducción 1, se caracteriza simbólicamente con la cifra 33.

II En las otras figuras 2a, 2b hasta 5a, 5b, se caracterizan elementos iguales con iguales cifras r"- de referencia. La figura 2a, muestra la barra de 5 calentamiento 20 con la camisa de protección de revestimiento 25, y las conexiones centrales 18 y 33 en unión con un maniobrador 16. El maniobrador 16 incluye una columna de guía 34 en un equipo de acero 32, con un tubo 43 10 girable y levantable y está unido por el brazo de barra 23 con la barra de calentamiento 20 de manera articulada. El maniobrador 16 posee por una parte un dispositivo de elevación y descenso 26 en forma de un elemento hidráulico y por otra parte un 15 dispositivo 27 que funciona hidráulicamente para la rotación del brazo de barra 23. un dispositivo alternativo de acuerdo con la figura 2b, presenta una guia sólida 35 sobre un equipo de acero 32, el cual recibe un rodillo de 20 guia intermedio movible en dirección vertical así como, igualmente, elemento portador rotable 36. TL-as cifras 26 y 27 caracterizan los dispositivos necesarios de elevación o descenso y rotación. A la barra de calentamiento 20 o grupos de 25 barras de calentamiento sumergibles en la masa fundida 10, de ac.erdo con las figuras 3 a 5, se coloca un sensor de temperatura 28, y con un [ conducto de señal 29 es conmutable una calculadora 30 que regula por medio de los conductos de control 5 31 el curso de movimiento del maniobrador 16 y de intensidad de la corriente 33 para regular el campo alternativo electromagnético según los resultados de medición de los valores de la temperatura de la masa fundida 10. Esto se indica de manera principal en el 10 esquema de regulación correspondiente en la figura 3a. La calculadora 30 compara los valores medidos con los valores predeterminados nominales y con variaciones correspondientes se controla la potencia de calentamiento de las barras de calentamiento 20. 15 Además, se puede por medio de la calculadora 30 con conductos de control 31, vigilar y controlar la ^ alimentación de fluido de enfriamiento para el enfriamiento interno del conductor de corriente y el enfriamiento por fluido de las barras de 20 calentamiento 20 por medio del conducto de fluido de enfriamiento 39 y de la conexión de fluido de enfriamiento 18, con lo cual se puede retirar calor en caso de sobrecalentamiento de las barras de calentamiento 20 y de la masa fundida 10.

La figura 3a, muestra además una forma de construcción de tramo alargado del distribuidor 11 C^ con una entrada 12, para el acero liquido y una salida regulable 13. Entre la entrada 12 y la salida 5 13 está dispuesto cuando menos un sensor de temperatura 28 y unido por medio del conducto de señal 29 con la calculadora. Para la conducción de corriente preferida al fundido metálico, se ha ^ dispuesto en el distribuidor o artesa de fundición 10 11, una pared intermedia 37 con aberturas para el paso de corriente, con lo cual se consigue una mejor distribución de corriente alrededor de las barras de calentamiento 20 para la alimentación o retiro uniforme de calor en correspondencia a la vista de 15 planta en la figura 3b. En las figuras 4a y 4b se representa otra ^ forma de conformación del distribuidor 11 con una entrada por el lado central 12 para el fundido y dos salidas 13 regulables y colocadas lateralmente. Por 20 la colocación múltiple de barras de calentamiento controladas individualmente 20 o grupos de barras de calentamiento y los sensores de temperatura coordinados 28, se hace posible una vigilancia todavía más exacta de la temperatura del fundido en 25 el distribuidor 11.

En las figuras 5a y 5b, se representa una conformación del distribuidor 11 en forma de 1. Entre las entradas 12 y las salidas 13, está colocado entre cada vez dos sensores de temperatura 5 28, un arreglo de dos barras de calentamiento 20. Estas están unidas de manera articulada por brazos de barra articulables 23 con un maniobrador 16 y con esto dispuestas de manera movible tanto en dirección vertical como en dirección horizontal y asi, también r x 10 girables. El maniobrador 16, está unido por medio de un bastidor 41 con el tablero de fundición 40 del aparato de fundición continua. El arreglo muestra en lo general de manera similar a las figuras 2a y 2b, los dispositivos de elevación 26 y de rotación 27 15 para colocar las barras de calentamiento 20 dentro del fundido que está en ei distribuidor 11. f s El procedimiento de acuerdo con la invención y el dispositivo construido para su realización, correspondientemente a las figuras 1 a 20 5, se ajustan de manera óptima a las formas de distribuidor constructivas que se proporcionan y a otras construcciones de plataforma de fundición. Con esto, se hace posible un equipado posterior sencillo con el dispositivo de acuerdo con la 25 invención, en aparatos ya existentes.

LISTA DE REFERENCIA Bobina de inducción Conductor Espiral Canales de enfriamiento Masa fundida Distribuidor Entrada para el fundido de acero Salida para el fundido de acero r Elemento de retención Piso Maniobrador Salida del Conducto de corriente Conexión de aire de enfriamiento Camisa de acero (distribuidor) Barra de calentamiento Pared / revestimiento refractario Capa de residuo estratificado Brazo de barra / medio de ajuste Tubo Camisa de protección de revestimiento Medio de empuje Medio de rotación Sensor de temperatura Conductor de señal Calculadora Conducto de control Equipo o armazón de acero Suministro de corriente alterna Columna de guia Guia Elemento portador Pared intermedia Agregado de bomba para aire de enfriamiento Conducto de aire de enfriamiento Plataforma o tablero Maniobrador de armazón Introducción del valor nominal Tubo Brazo Fluido de enfriamiento

Claims (6)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiéndose descrito la presente invención, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para el ajuste y/o mantenimiento de la temperatura en una masa fundida, preferentemente, en un fundido de acero, donde la temperatura del fundido se mide en un recipiente, el resultado de la medición se compara con un rango de temperatura predeterminada en forma de valores NOMINALES y al fundido se le suministra tanto calor por medio de la inducción eléctrica de una bobina de inducción ó se le retira calor por medio de una instalación de enfriamiento, para que la temperatura del fundido quede dentro del rango nominal, caracterizado porque para la regulación de la temperatura de fundido la bobina de inducción recibida en una parte moldeada cerrada por el lado del piso y refractaria, se sumerge en la masa fundida. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se suministra calor directamente a la masa fundida, por el acoplamiento ' del campo alterno electromagnético inducido. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se le suministra a la masa fundida, calor desde la pared de la parte moldeada que por su parte se acopla al campo alterno electromagnético inducido. V 4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se le retira calor a 5 la masa fundida, por la conducción o transporte de calor desde las paredes de la parte moldeada. 5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 a 4, caracterizado porque la bobina de inducción se enfría por un fluido de enfriamiento,

1*0 preferentemente aire, desde adentro y/o desde afuera. 6. Un dispositivo para la regulación de la temperatura en una masa fundida preferentemente de un fundido de acero que incluye una bobina de inducción cambiable con cierto número de espirales, puesta en una 15 parte moldeada refractaria para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la parte moldeada está construida con un tubo cerrado por el lado de piso refractario acoplable inductivamente y la bobina de inducción es colocada de 20 manera sumergible, con un fluido de enfriamiento especialmente aire de enfriamiento, quedando sumergida en la masa fundida y en el extremo superior existen salidas para el paso del conductor de la corriente enfriada por fluido, así como conexiones para el suministro o retiro del 25 fluido de enfriamiento dado el caso adicional.