RECIPIENTE METALÚRGICO CON UN DISPOSITIVO DE SANGRADO Y
MÉTODO PARA LA EXTRACCIÓN CONTROLADA EXENTA DE ESCORIA DE
METAL LIQUIDO DE ESTE RECIPIENTE
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Campo técnico La invención se refiere a un recipiente metalúrgico con un dispositivo de sangrado para la extracción controlada exenta de escoria de metal líquido de acuerdo a la definición genérica de la reivindicación 1. También se refiere a un método que hace uso de un dispositivo de sangrado de esta índole. Estado de la técnica Por el documento WO 86/04980 se conocen un dispositivo y un método para transferir una cantidad predeterminada de metal líquido desde un recipiente de contención que contiene un baño de metal fundido por medio de un tubo de descarga con revestimiento refractario, en los que se aprovecha el principio del elevador de líquido.
El tubo de descarga se configura en forma de una U o V invertida con dos piernas orientadas hacia abajo, de las cuales la primera comprende una abertura de entrada y la segunda una abertura de salida que se puede cerrar hermética a los gases mediante un dispositivo de cierre para el metal líquido. En la región superior del tubo de descarga se proporciona una tubuladura con revestimiento refractario que se puede conectar a un aparato de vacío, misma que se puede conectar a elección al aparato de vacío a través de una primera válvula o con la atmósfera externa a través de una segunda válvula. Para transferir una 5 cantidad predeterminada de metal líquido desde el recipiente que contiene un baño de metal fundido, en particular un recipiente de un horno de fundición, la primera pierna del tubo de descarga, cuya segunda pierna está cerrada hermética a los gases mediante el dispositivo 10 de cierre, se sumerge en el baño de metal fundido a través de una abertura que se puede cerrar de la pared formada por elementos refrigerados por agua en la porción superior del recipiente, la segunda válvula que actúa como válvula de ventilación se cierra y la primera válvula para comunicar 15 el tubo de descarga con el aparato de vacío se abre. Debido a la succión de vacío del aparato de vacío se succiona el metal fundido hacia arriba en la primera pierna y pasa a la segunda pierna por encima de un canto de rebose en la zona de conexión de ambas piernas. Cuando ésta se llena se abre 20 el dispositivo de cierre de la segunda pierna y el metal líquido se transfiere al recipiente de contención, preferiblemente un balde de colar, según el principio del elevador de líquido. Mediante el cierre de la primera válvula que establece la conexión al aparato de vacío y la 25 abertura de la segunda válvula que actúa como válvula de
--^wrtwfcan—*« .. , , _ 1 i -^^.
ventilación es posible interrumpir el flujo a través del canal de descarga de manera que es posible una extracción controlada exenta de escoria del metal fundido. Para evitar la entrada de escoria al tubo de descarga al sumergir la 5 primera pierna en el baño de metal fundido a través de una capa de escorias se tapa la abertura de entrada mediante una chapa antes de sumergirla en el baño de metal fundido, chapa que después de sumergirla se funde y desbloquea la abertura de entrada. Para proteger la placa de cierre del
dispositivo de cierre, la segunda pierna, que por lo demás comprende un estrechamiento en la región inferior, se rellena con material granuloso antes de sangrar el recipiente del horno. Por el documento DE-C 605 701 se dio a conocer un
elevador de succión para vaciar baños térmicos en el cual en el tubo de succión rodeado por una camisa de calentamiento se incorpora una tobera de eyección que se calienta junto con el tubo de succión. Mediante la tobera de eyección se genera una presión negativa con la cual se
introduce el proceso para la extracción controlada del líquido del recipiente. En el caso de los métodos y dispositivos conocidos para la extracción de metal líquido de acuerdo al principio de un elevador de líquido se sumerge en el baño
de colada metálica una pierna del tubo de extracción
configurado en forma de una U o V invertida. La región superior de inversión del tubo de extracción se encuentra por encima del nivel máximo del metal fundido. Por consiguiente es necesario que el metal fundido se eleve por mas que la diferencia de altura entre la zona de inversión y el nivel del metal fundido para introducir el proceso de sangrado. Esto obliga al uso de un aparato de vacío para introducir el proceso de sangrado. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En el caso de un recipiente metalúrgico con un dispositivo de sangrado de acuerdo a la definición genérica de la reivindicación 1, el objeto de la invención es permitir una extracción segura, controlada, de metal líquido exento de escorias, independientemente del tamaño del recipiente. Se especificarán diversas modificaciones al dispositivo de sangrado con las que es posible introducir el proceso de sangrado sin presión negativa, de manera que resulta superfluo un aparato de vacío. Finalmente también se especificará un método para la extracción controlada exenta de escorias de metal líquido de un recipiente metalúrgico con el uso de un dispositivo de esta índole. El recipiente metalúrgico con un dispositivo de sangrado conforme a la invención se distingue por las características de la reivindicación 1. Los refinamientos favorables del dispositivo de sangrado se desprenden de las
.M* reivindicaciones 2 a 28. El método conforme a la invención se distingue por las características de la reivindicación 29. Los refinamientos favorables de este método se desprenden de las reivindicaciones restantes. En el caso de la solución conforme a la invención el canal de extracción se integra con una pierna a la pared del recipiente y la altura del canto de rebose eh la zona de comunicación entre ambas piernas del canal de descarga se establece de manera que se puede prescindir del aparato de vacío para introducir el proceso de sangría. En este caso resulta posible una rápida interrupción del proceso de sangrado mediante una compensación de la presión entre la atmósfera externa y la zona de comunicación de ambas piernas, preferiblemente a través de una válvula de ventilación o mediante el accionamiento del dispositivo de cierre, de manera que se puede asegurar que con la extracción del metal líquido no se arrastre escoria de la capa de escoria que flota sobre el metal fundido. Breve descripción de los dibujos La invención se describe con mas detalle mediante tres modalidades con referencia a cinco figuras del dibujo en las que: la figura 1 es una vista en sección de un recipiente metalúrgico que tiene un dispositivo de sangrado,
' *-'• ' * •» -• ... . . .. aJM.
la figura 2 es una vista a escala amplificada de la parte del recipiente que incluye el aparato de sangrado, con algunas modificaciones, la figura 3 muestra la parte que contiene el dispositivo de sangrado de un recipiente basculante en la posición no basculada, en una vista que corresponde a la figura 2, con una forma modificada del canal de descarga, la figura 4 muestra la sección IV-IV de la figura 3, y la figura 5 la parte del recipiente basculante que se ilustra en la figura 3, en estado basculado. Formas de realizar la invención Como ejemplo de un recipiente metalúrgico, la figura 1 muestra una vista en sección de un recipiente 1 de horno de un horno de arco eléctrico. El recipiente 1 del horno comprende una porción 2 inferior del recipiente que forma el crisol del horno, construido de ladrillo para recibir el metal 3 fundido, y una porción 4 superior del recipiente formada por elementos refrigerados por agua. En la vista que se muestra en la figura 1, en el lado izquierdo del recipiente del horno se localiza un dispositivo 5 de sangrado y en el lado derecho del horno se localiza una abertura 7 para escoria que se puede cerrar mediante una puerta 6 de escoria. El fondo de la porción 2 inferior del recipiente tiene declive hacia el dispositivo 5 de sangrado. En el punto mas bajo del contorno 8 del fondo se encuentra una derivación de sangrado 9 del fondo, de tipo convencional, que se usa cuando el recipiente del horno se deberá vaciar por completo, por ejemplo, antes de que se suspenda la operación del horno para los propósitos de componerlo o revestirlo nuevamente. El recipiente del horno se puede adaptar para ser basculado en la dirección del dispositivo 5 de sangrado, de manera conocida. Sin embargo, el dispositivo de sangrado conforme a la invención no requiere que sea necesario bascular el recipiente, de manera que no existe la necesidad de características estructurales para bascular el recipiente del horno y, en el caso de camisas de precalentamiento de chatarra, para levantar la camisa antes de que el recipiente sea basculado. En el caso de un horno fijo los elementos refrigerantes de agua por el lado del sangrado pueden entonces también tener la misma longitud que los otros elementos refrigerantes de agua, de manera que es posible efectuar ahorros adicionales con respecto al material refractario de la pared del horno. En el caso del recipiente 1 del horno que se muestra en las figuras 1 y 2, el dispositivo 5 de sangrado que está diseñado en base al principio de un sifón de líquido incluye un canal 10 de descarga que está rodeado por un material refractario y que tiene la forma de una V invertida con dos piernas 11 y 12 orientadas hacia abajo que se conectan en la porción superior. En la región 13 de conexión entre ambas piernas se define un borde 14 de rebose para el metal 3 líquido dentro del canal 10 de descarga. La primera pierna 11 del canal de descarga pasa a través de la pared 15 refractaria del recipiente de la porción 2 inferior del recipiente, ascendiendo en forma inclinada según vista desde el interior del horno. La segunda pierna 12 se localiza fuera del recipiente 1 del horno y está orientada perpendicuiarmente hacia abajo, paralela a la pared 15 del recipiente. Por razones de producción y mantenimiento la región del dispositivo 5 de sangrado que se localiza por fuera de la pared 15 refractaria del horno se conecta mediante una brida 16 a la parte del canal 10 de descarga que pasa a través de la pared refractaria del horno. La primera pierna 11 del canal 10 de descarga tiene una abertura 17 de entrada con un borde 18 superior que define una altura hO . La segunda pierna 12 del canal 10 de descarga tiene una abertura 20 de salida para el metal 3 líquido. La abertura 20 de salida se puede cerrar mediante un dispositivo 19 de cierre y se encuentra mas abajo que el borde 18 superior de la abertura 17 de entrada del canal 10 de descarga, a una altura que se identifica mediante hA. El
».fa gstóJH dispositivo 19 de cierre solo se ilustra en forma esquemática mediante un elemento 21 de placa de cierre que se puede mover repetidamente por medio de un accionamiento, desde una posición de cierre en que asienta contra el borde de la abertura 20 de salida a una posición abierta que abre la abertura 20 de salida, y de la posición abierta a la posición cerrada. Cuando se inicia la operación de sangrado mediante una cantidad residual del proceso de sangrado precedente que se ha retenido en la segunda pierna 12, o mediante una cantidad de metal 3 fundido que al rebosar previamente fluye al interior de ella por encima del borde 14 de rebose del canal de descarga no existe la necesidad de exigencias particulares en términos de la integridad de sellado en cuanto al efecto de cierre que proporciona el dispositivo de cierre. Si se usa un aparato de vacío para iniciar el proceso de sangrado cuando la segunda pierna 12 está vacía, entonces con el fin de no reducir sustancialmente el efecto de la acción de succión del vacío, el dispositivo 19 de cierre se deberá diseñar de manera que proporciona una acción de cierre hermética a los gases. Para este propósito son particularmente adecuados los elementos de corredera y dispositivos de cierre de cerámica en los que el elemento de placa de cierre es presionada contra la abertura de salida, posiblemente con el uso de una junta.
^^^^^&^? La segunda pierna 12 del canal 10 de descarga se prolonga hacia abajo mediante un tubo 22 protector el cual, cuando se sangra el recipiente 1 del horno a un cucharón rodea al chorro de metal y de esta manera lo protege de la atmósfera circundante. Para prevenir sustancialmente la turbulencia en el flujo de líquido dentro del canal de descarga, la sección transversal de paso del canal de descarga es comparativamente grande, y directamente corriente arriba de la abertura 20 de salida se proporciona una porción 23 de sección transversal de paso reducido para limitar el flujo a través de ella. Puesto que esa porción 23 está sujeta a una carga particular debido a la mayor velocidad de flujo del líquido que pasa por ella, adopta la forma de una porción independiente de recambio (no mostrada) . Aparte de la porción de sección transversal de paso reducido, la cual preferiblemente tiene sección transversal circular con el fin de formar un flujo de sección circular, en la modalidad ilustrada la sección transversal de paso del canal de descarga tiene una configuración rectangular o una configuración ovalada de mayor anchura que altura, al menos en la región de la abertura 17 de entrada de la primera pierna 11, de manera que el borde 18 superior de la abertura 17 de entrada que determina el charco de líquido que queda después de la operación de sangrado se localiza 1
lo mas abajo posible. Se ha comprobado que son convenientes las dimensiones para la sección transversal interna de la abertura 17 de entrada que involucran una anchura de aproximadamente 30 cm y una altura de aproximadamente 20 cm. Con el fin de mantener presente metal fundido en condición líquida en el canal de descarga, con miras a un flujo de descarga sin impedimento del metal fundido en la operación de sangrado, o con el fin de licuar nuevamente un metal fundido residual que haya cuajado, el material refractario que rodea al canal de descarga o al metal fundido localizado en el canal de descarga se puede calentar mediante un dispositivo de calentamiento. En la estructura ilustrada el aparato tiene calentamiento inductivo mediante una primera bobina de inducción 24 que rodea a la primera pierna 11 del canal 10 de descarga y una segunda bobina de inducción 25 que rodea a la segunda pierna 12 del canal 10 de descarga. Las bobinas de inducción se pueden operar independientemente con corriente alterna de manera que, según los requisitos respectivos involucrados es posible calentar metal fundido en la primera pierna 11 o metal fundido en la segunda pierna 12. Entre los arrollamientos de las bobinas de inducción 24 y 25 y las piernas 11 y 12 del canal 10 de descarga con su revestimiento refractario se localizan capas 26 aislantes con el fin de reducir el flujo de calor desde el canal de descarga a los arrollamientos refrigerados de las bobinas de inducción 24 y 25. En la condición exenta de corriente, los arrollamientos positivamente refrigerados de las bobinas de inducción 24 y 25 también se pueden usar para enfriar metal fundido que haya sido retenido en el canal de descarga. En ese caso se omiten las capas 26 aislantes. En la modalidad ilustrada, en la región 13 de conexión entre las dos piernas 11 y 12 se proporcionan tubos 27 y 28 de conexión revestidos con material refractario, respectivamente alineados con las piernas 11 y 12 respectivas del canal 10 de descarga. El primer tubo 27 de conexión que se alinea con la primera pierna 11 se puede cerrar hermético a los gases mediante una brida 29. El segundo tubo 28 de conexión que se alinea con la segunda pierna 12 se puede conectar con al menos un dispositivo externo mediante una segunda brida 30. Para este propósito en la segunda brida 30 se proporciona un tubo 31 de conexión al cual mediante una primera válvula 32 se puede conectar un aparato 39 de vacío que se ilustra en forma esquemática en la figura 2. Dispuesta en un ramal del tubo 31 de conexión se encuentra una segunda válvula que se identifica como una válvula 33 de ventilación, puesto que es posible establecer una comunicación con la atmósfera externa cuando se abre esta válvula. Para reducir el volumen libre en la región 13 de conexión entre las dos piernas 11 y 12 se disponen tapones 34 y 35 refractarios en los interiores de las bridas 29 y 30. Cuando se desmontan las bridas 29 y 30 se tiene acceso al interior de las 5 piernas 11 y 12, respectivamente alineadas con los correspondientes tubos de conexión para fines de inspección y mantenimiento. Al menos uno de los tubos de conexión se puede usar también para conectar un quemador, ya sea en lugar del arreglo de calentamiento por inducción o
adicionalmente a este, como dispositivo de calentamiento para el canal de descarga o el metal fundido localizado en- el canal de descarga. La figura 2, misma que muestra una vista a escala amplificada de la parte del recipiente que incluye un
dispositivo de sangrado ilustra algunas modificaciones y piezas de equipo adicional que representan una ventaja en lo referente al modo de operación del dispositivo de sangrado en algunas configuraciones alternativas. En la proximidad de la abertura 17 de entrada del
canal 10 de descarga se proporciona un ladrillo 36 poroso de lavado o depuración que se puede conectar a una fuente de gas presurizado mediante una línea de gas presurizado y que desde abajo se abre al canal 10 de descarga para la introducción de un gas, preferiblemente un gas inerte como
argón. La introducción de gas que se asciende en la primera
pierna y que puede escapar por vía de la válvula 33 de ventilación abierta provoca el arrastre del metal fundido y de esta manera el metal líquido se eleva en la primera pierna a un nivel por encima del borde 14 de rebose. Este efecto de arrastre se puede usar en sustitución de o adicionalmente a un efecto de succión de vacío que proporciona el aparato 39 de vacío. Como una alternativa o adicionalmente al calentamiento inductivo de la primera pierna también es posible prevenir la solidificación del metal fundido en esa pierna proporcionando en la proximidad de la abertura 17 de entrada del canal de descarga un segundo ladrillo 37 poroso de lavado o depuración que se puede conectar a una fuente de gas presurizado mediante una línea de gas presurizado y que se abre por el lado superior del canal de descarga y con el cual es posible generar que circule el metal líquido en la primera pierna. Esto ocasiona que pase metal caliente del recipiente 2 a la región mas fría de la primera pierna, oponiéndose por consiguiente a la solidificación del metal en esa región. También es posible proporcionar un ladrillo poroso de lavado o depuración en el fondo de la porción 2 inferior del recipiente, por ejemplo en una ubicación similar a la de la derivación 9 de sangrado del fondo en la profundidad de la abertura 17 de entrada del canal de descarga con el fin de contrarrestar un efecto refrigerante
^^^ |^^^^^ mediante circulación en esa región. Cuando se usa un aparto 39 de vacío, el arreglo incluye un dispositivo que se identifica en la figura 2 mediante el número de referencia 40 para detectar y controlar la altura del nivel h4 del baño en la región 13 de conexión de las dos piernas 11 y 12 del canal 10 de descarga, con el fin de asegurar que al nivel máximo h3 del baño en el recipiente no se eleve el nivel h4 del baño en la región 13 de conexión del canal 10 de descarga a tal grado que pueda pasar a la línea de alimentación al aparato, de vacío o a un quemador conectado al tubo 27 de conexión. El dispositivo 40 incluye un detector de nivel que detecta la altura del nivel h4 del baño y cuya señal de salida regula mediante un circuito regulador, por ejemplo, la presión reducida que produce el aparato 39 de vacío. La presión reducida que actúa en la región 13 de conexión de las dos piernas 11 y 12 puede entonces también ser regulada usando un aparato 39 de vacío que entrega una presión reducida constante mediante una procedimiento con el cual las señales de control suministradas por el detector de nivel se alimentan a una válvula 38 reguladora a través de la cual se alimenta de manera controlada aire indeseado adicional o secundario a la región de entrada del aparato 39 de vacío para mantener el nivel h4 que se ajusta como valor de referencia. El dispositivo regulador para mantener una altura predeterminada del nivel h4 del baño no es necesario si la longitud de los tubos 27 y 28 de conexión es de tal magnitud que los elementos en peligro siempre se encuentran localizados por arriba de la máxima altura de succión o cabeza del metal fundido. Si el dispositivo 5 de sangrado se diseña y opera de manera que en cada operación de sangrado la segunda pierna se vacía por completo, entonces es preferible, tal y como se conoce por el documento WO 86/04980, introducir desde arriba material refractario granular en la segunda pierna después de la operación de sangrado y después de haberse cerrado nuevamente la abertura 20 de salida del canal 10 de descarga por medio del elemento 21 de placa de cierre. En ese caso, el segundo tubo 28 de conexión alineado con la segunda pierna 12 del canal 10 de descarga se usa para, a través de un conducto de alimentación adecuado y un dispositivo de dosificación, conectar una tolva con material refractario granular como dispositivo externo. El tubo 31 de conexión para la conexión de un aparato de vacío y la posibilidad de comunicación con la atmósfera exterior mediante la válvula 33 de ventilación se puede entonces asociar a la primera brida 29 que está alineada con la primera pierna 11 del canal 10 de descarga. En lo referente al inicio y la implementación del proceso de sangrado son posibles una serie de modificaciones en función de la configuración del diseño respectivo del dispositivo de sangrado, siendo que las mas importantes de estas modificaciones se describen a continuación. En lo referente a esto desempeñan un papel los parámetros de altura hl a h7 y hA mostrados en la figura 1.
Las definiciones para esos parámetros de altura que ya se expusieron en la descripción precedente se resumen y proporcionan una vez más a continuación. En el caso de un recipiente basculante, los parámetros de altura se refieren a la condición basculada y a la condición no basculada (ver las figuras 3 y 5) . Los significados involucrados son como sigue: hA = altura de las aberturas 20 de salida del canal 10 de descarga, que se pueden cerrar mediante el elemento 21 de placa de cierre, hO = altura del borde 18 superior de la abertura 17 de entrada del canal de descarga, hl = altura del contorno 8 del fondo frente a la abertura 17 de entrada, h2 = altura del borde 14 de rebose, h3 = altura del máximo nivel permisible del baño 3 de metal fundido, h4 = altura del metal fundido en la región 13 de conexión del tubo 10 de descarga, h5 = altura de la superficie de una capa de escoria 41 que flota sobre el baño de metal fundido, h6 = altura de un taponamiento mediante los tapones 34 y 35 en la región de conexión de ambas piernas 11 y 12, y 5 h7 = altura del nivel del baño de metal fundido a la cual se arrastra escoria al interior del canal 10 de descarga por los remolinos de admisión. En el caso del aparato de sangrado que se muestra en la figura 1, la altura h2 del borde 4 de rebose esta
aproximadamente a la misma altura que el máximo nivel h3 permisible del baño 3 de metal fundido. Como la capa de la escoria 41 aplica una carga que pesa sobre el metal 3 fundido en el recipiente 1, la altura h4 del nivel del baño 3 de metal fundido en el canal de descarga es algo superior
a h3. Esto significa que el metal fundido fluye desde la primera pierna 11 a la segunda pierna 12 y llena esa pierna del canal 10 de descarga poco antes de que el nivel del baño alcance su máximo h3 en el recipiente 1. Esa condición justo previa a la operación de sangrado se ilustra en la
figura 1. El volumen libre en la región 13 de conexión se mantiene chico en virtud de una pequeña diferencia entre las alturas h6 y h4. Si en esa condición se crea presión atmosférica en el espacio libre de la región 13 de conexión mediante la abertura de la válvula 33 de ventilación y
seguidamente la válvula de ventilación se cierra, entonces,
sin la necesidad de un aparato de vacío, después de que el elemento 21 de placa de cierre deja abierta la abertura 20 de salida, cuando el metal fundido de la segunda pierna 12 fluye hacía afuera el • metal fundido que se encuentra 5 presente en la primera pierna 11 también es succionado y arrastrado fuera del recipiente 1, con ese metal fundido. El flujo de descarga en base al principio de un sifón de líquido continua hasta que por la vía del borde 18 superior de la abertura 17 de entrada del canal de descarga se
aspira escoria, y con ella aire de la capa de escoria 41 que desciende con el nivel del baño de metal fundido, al interior del canal de descarga. Cuando el nivel del baño 3 de metal fundido en el recipiente 1 alcanza la altura hO, la operación de sangrado termina automáticamente al ser
succionados escoria y aire al interior; se podrá apreciar que en ese caso pasan pequeñas cantidades de escoria al canal de descarga, y por consiguiente al metal sangrado. En virtud de los remolinos de admisión que se forman arriba del borde 18 superior de la abertura 17 de
entrada del canal 10 de descarga ya se succionan al interior del canal 10 de descarga pequeñas cantidades de escoria antes de que el nivel del baño 3 de metal fundido haya alcanzado la altura hO. La altura a la cual la escoria comienza a ser succionada al interior del canal de descarga
debido a la acción de los remolinos se identifica mediante
h7. Por consiguiente, si se quiere prevenir cualquier flujo de admisión de escoria la operación de sangrado se debe terminar cuando el nivel del baño 3 de metal fundido alcanza la altura h7. La terminación del proceso de sangrado se puede efectuar ya sea mediante el cierre de la abertura 20 de salida del canal 10 de descarga mediante un dispositivo 19 de cierre adecuado, mediante la abertura de la válvula 33 de ventilación, es decir, mediante la alimentación de aire secundario de infiltración a la región 13 de conexión de las dos piernas 11 y 12 o, en el caso de un recipiente basculante, mediante el basculamiento de regreso del recipiente. En la situación que se menciona primero, la segunda pierna 12 permanece al menos parcialmente llena con una cantidad residual de metal fundido. En las otras situaciones la segunda pierna 12 se vacía por completo. Como se describió, una cantidad de metal fundido presente en la segunda pierna 12 es suficiente para iniciar y efectuar el proceso de sangrado, si el efecto de succión provocado cuando ese material fundido se derrama es suficiente para extraer el metal 3 fundido del recipiente a la segunda pierna por vía de la primera pierna. Las consideraciones esenciales con respecto a eso son el tamaño del espacio libre en la región 13 de conexión de las dos piernas 11 y 12 y el volumen de metal fundido que se
*" J - ~ — - **"*>- - — • '• - -*-¿ - • - -• • • •- - . -» ?p£i?ftifá? encuentra presente en la segunda pierna 12 cuando se inicia el proceso de sangrado. Finalmente también desempeñan un papel esencial las condiciones de flujo en el canal 10 de descarga, en las que se puede influir mediante la reducción de la sección transversal de paso corriente arriba de la abertura 20 de salida. Si con el dispositivo de sangrado de acuerdo a la invención se tiene la intención de solo efectuar una operación de sangrado en cada ocasión que se alcanza el nivel h3 máximo del baño, entonces, con las condiciones en lo referente a la altura que se ilustran en la figura 1, según descrito, el proceso de sangrado se puede efectuar sin involucrar el uso de un aparato de vacío, solo mediante la cantidad de rebosamiento o cantidad residual de metal fundido que se encuentra presente en la segunda pierna 12, en cuyo caso posiblemente el metal fundido se deberá llevar a una condición líquida mediante un arreglo 24, 25 de calentamiento . Si la altura h2 del borde 14 de rebose se localiza más abajo que la altura h3 del nivel máximo del baño de metal fundido, por ejemplo debido a una reducción en el ángulo de inclinación de la primera pierna 11, entonces un rebose del metal 3 fundido a la segunda pierna 12 queda asegurado incluso si el nivel del baño de metal fundido en el recipiente 1 se encuentra por debajo de la altura h3 máxima, más específicamente hasta que el nivel del baño de metal fundido alcanza aproximadamente la altura h2. Por consiguiente también en esa región el arreglo asegura siempre un inicio confiable del proceso de sangrado con una configuración adecuada con respecto al volumen de la segunda pierna, en virtud de que el metal fundido también es arrastrado fuera de la primera pierna. Si el borde 14 de rebose se ajusta más bajo, entonces cuando el material se funde en el recipiente 1 la transferencia a la segunda pierna 12 ya tiene lugar algo de tiempo antes de que se alcance el nivel h3 máximo del baño, y en este caso el enfriamiento y endurecimiento del metal fundido se deberá preferiblemente contrarrestar mediante calentamiento inductivo y/o mediante la introducción de un gas a través de un ladrillo 37 o 36 de lavado o depuración, respectivamente. La altura hO del borde 18 superior de la abertura 17 de entrada del canal de descarga se considera el límite absolutamente inferior para la altura h2 del borde 14 de rebose. Sin embargo, preferiblemente la altura h2 no queda por debajo de la altura h7, en otras palabras, se debiera aplicar lo siguiente: h2 > h7. En el caso de un recipiente de horno basculante estos detalles respecto a las alturas se refieren a la condición basculada. Si la altura h2 del borde 14 de rebose se selecciona de manera que sea más alto que la altura h3 del nivel máximo del baño 3 de metal fundido, o si se deben extraer sucesivamente una multitud de cantidades parciales del recipiente 1 con el dispositivo 5 de sangrado, y en esa situación los respectivos procesos de sangrado se interrumpen cada uno con el vaciado de la segunda pierna, entonces se requiere un aparato de vacío para iniciar el proceso de sangrado; en el ejemplo ilustrado el aparato de vacío se puede conectar al tubo 31 de conexión a través de la válvula 32. El tamaño del aparato de vacío dependerá de la columna de metal líquido que se deberá elevar. También, es posible hacer uso de presiones de succión más bajas mediante el uso de toberas de eyección basadas en el principio del documento DE-C 605 701 al que se hizo referencia en la introducción a esta especificación. También es posible lograr que suba un poco el nivel en la primera pierna mediante la introducción de gas a través del ladrillo 36 ó 37 poroso de lavado o depuración, en virtud del efecto de arrastre. A continuación se describe un proceso de sangrado con el dispositivo 5 de sangrado que se muestra en la figura 1. Después de un proceso de sangrado se cierra la abertura 20 de salida del canal 10 de descarga y se introduce material refractario granular en la porción inferior de la segunda pierna 12. Al mismo tiempo el horno
, ? - sá á 1 de fundición se carga con el material de la carga y se esta fundiendo la carga siguiente. En esta situación sube el nivel del baño en el recipiente 1 de fundición y simultáneamente sube en la primera pierna 11 del canal de descarga. Con el fin de evitar el enfriamiento del metal fundido en la primera pierna 11 se suministra corriente a la bobina 24 de inducción y/o se introduce gas a través del ladrillo 37 ó 36 de lavado o depuración, respectivamente. Poco antes de que se alcance el nivel h3 máximo del baño en el recipiente 1 de fundición fluye metal fundido fuera de la primera pierna 11 por encima del borde 14 de rebose a la-segunda pierna 12 y la llena; también en este caso se evita el enfriamiento suministrando corriente a la bobina 25 de inducción, es decir mediante calentamiento inductivo del metal fundido. Durante el proceso de fundición se abre la válvula 33 de ventilación para evitar que se acumule una presión en la región 13 de conexión de las dos piernas 11 y 12. Previamente a la operación de sangrado se vuelve a cerrar la válvula 33 de ventilación y el proceso de sangrado se inicia abriendo el dispositivo de cierre. Con la cantidad de rebose que se descarga de la segunda pierna 12 se succiona metal fundido fuera de la primera pierna 11 y del recipiente del horno hasta que se alcanza la altura h7. El proceso de sangrado se interrumpe abriendo la
^^«.^^.
válvula 33 de ventilación mediante la alimentación de aire secundario infiltrado con el fin de evitar la introducción por succión de escoria. En el recipiente permanece como charco una cantidad de metal líquido que corresponde al nivel del baño. Después de que el dispositivo 19 de cierre se cierra de nuevo y después de que se introduce material refractario capaz de fluir lentamente se repite el proceso descrito. Si solamente se deben sangrar cantidades parciales, entonces el chorro se puede interrumpir mediante el cierre del dispositivo 19 de cierre de manera que se retiene una cantidad residual de metal líquido en la segunda pierna 12. Un nivel h4 de baño que cae en la primera pierna 11 del canal de descarga por debajo del nivel del borde 14 de rebose se puede elevar por encima del borde 14 de rebose para iniciar un nuevo proceso de sangrado mediante un aparato de vacío, posiblemente incorporando un control del nivel del baño mediante un detector de nivel del aparato 40 y/o mediante la introducción de gas a través del ladrillo 36 poroso de lavado o depuración. La parte que se muestra en las figuras 3 a 5 de un recipiente 101 metalúrgico basculante - las partes que corresponden a aquellas del recipiente de la figura 1 o la figura 2 se designan con números de referencia incrementados por 100 - tiene un dispositivo 105 de sangrado modificado con respecto al recipiente metalúrgico de la figura 1. La primera pierna 111 del canal 110 de descarga, misma que pasa a través de la pared 115 refractaria del recipiente en la porción 102 inferior del recipiente tiene una primera porción Illa horizontal y una segunda porción 111b vertical conectada a la segunda pierna 112 a través de una región 113 de conexión ampliada. Adicionalmente el borde 114 de rebose del canal 110 de descarga se pone mas bajo y en lugar de un cierre hermético a los gases arriba de la región 113 de conexión ampliada se proporciona una cubierta 143 con un quemador 144 que pasa a través de la cubierta y con el cual se puede calentar la región de conexión ampliada o el metal fundido dentro de ella. El cierre de la región 113 de conexión que permite la cubierta 143 puede ser de naturaleza hermética a los gases. Sin embargo eso no es una condición necesaria, ya que en virtud de que el borde 114 de rebose se coloca mas bajo se puede iniciar y ejecutar una operación de sangrado exenta de escoria incluso si la región 113 de conexión no se encuentra cerrada en forma hermética por la cubierta 143. En virtud del arreglo horizontal de la primera porción lia de la primera pierna 111 adyacente al contorno 108 del fondo de la porción 102 inferior del recipiente y una configuración de forma rectangular u ovalada con mayor
-Li mt*Ü?i. -.+ ~ra. -*5^a»3*'*-anchura que altura de la sección transversal de paso del canal 110 de descarga al menos en la región de la abertura 117 de entrada de la primera pierna 111 resulta posible por una parte mantener baja la velocidad de flujo del metal que se limita mediante la porción 123 de sección transversal de paso reducido en la abertura 117 de entrada del canal de descarga, en tanto que por otra parte es posible desplazar mas hacia abajo el borde 118 superior de la abertura 117 de entrada del canal de descarga que si la abertura 117 de entrada del canal de descarga tiene sección circular. La relación entre la sección transversal de la abertura 117 de entrada del canal de descarga y la sección transversal de la porción 123 que delimita el paso es de aproximadamente 4:1. En comparación con la configuración que se muestra en las figuras 1 y 2, en la cual la primera pierna 111 del canal 110 de descarga asciende en forma inclinada y por consiguiente el borde 18 superior de la abertura 17 de entrada del canal de descarga tiene configuración de ángulo agudo, la configuración horizontal de la primera porción 110a en la modalidad que se muestra en las figuras 3 a 5 aporta la ventaja de que debido a la configuración en ángulo recto del borde 118 superior adquiere una mayor vida útil de servicio, de manera que incluso después de varios cientos de operaciones de sangrado el borde 118 superior de la abertura 117 de entrada del canal de descarga solo se desplaza de manera insignificante hacia arriba debido a desgaste. Esto significa por el otro lado que el borde 114 de rebose virtualmente se puede desplazar hacia abajo hasta el nivel h7, garantizándose no obstante un sangrado exento de escoria después de un período de operación relativamente largo debido a la poca cantidad de desgaste en la región del borde 118 superior. El recipiente metalúrgico que se muestra en las figuras 3 a 5 está adaptado para bascular. La figura 3 muestra la posición de trabajo neutral del recipiente y la figura 5 muestra la posición basculada. El ángulo de inclinación es de entre tres y cinco grados. En el caso de un recipiente basculante es crucial la condición de basculamiento máximo en términos de establecer la altura mínima del borde 114 de rebose, o sea que dicho en otras palabras, para asegurar un sangrado exento de escoria en la condición basculada que se muestra en la figura 5 la altura h2 del borde 114 de rebose no debe quedar por debajo de la altura h7 en la cual, debido a los remolinos de admisión se succiona escoria 141 que flota sobre el metal 103 fundido al interior del canal 110 de descarga por encima del borde 118 de rebose de la abertura 117 de entrada del canal de descarga. Si cuando el recipiente se encuentra en la posición basculada la altura h2 del borde 114 de rebose está aproximadamente a la altura del nivel h7 del baño o solo un poco mas alto, entonces la operación de sangrado exenta de escoria se puede realizar hasta la altura h7 del metal 103 fundido que queda en el recipiente 101, sin tener que recurrir al uso de un efecto de succión a consecuencia de la cerradura del cierre sobre la región 113 de conexión.
-Ü I - vfrf ^ .r^±jt.