MXPA04010796A - Unidad de boquilla para moldeado continuo de acero desoxidado con aluminio y metodo de moldeado continuo. - Google Patents

Abstract

Un sistema de boquilla para el moldeado o vaciado continuo de acero desoxidado con aluminio en donde 50 % o mas del area total de la superficie interior es de todas las boquillas para el moldeado continuo que se usan para inyectar una acero fundido desde una artesa refractaria o molde se forma por un refractario que contiene CaO en una cantidad de 20% en masa o mas. En la aplicacion de un material que contiene CaO a una boquilla para el moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio, la cantidad de inclusiones de alumina de tamano grande formadas en la pieza moldeada se ha encontrado que correlaciona bien con el area total de la superficie interior de las boquillas usadas y el contenido de CaO del refractario aplicado a la superficie, y el sistema de boquillas anterior permite la reduccion de la cantidad de inclusiones de alumina de un tamano grande contenidas en la pieza moldeada, en cualquier tipo (tipo unico o tipo dividible) de boquilla.

Description

UNIDAD DE BOQUILLA PARA MOLDEADO CONTINUO DE ACERO DESOXIDADO CON ALUMINIO Y MÉTODO DE MOLDEADO CONTINUO Campo Técnico La presente invención se refiere a una unidad de boquilla para el moldeado continuo de acero desoxidado con aluminio, y el uso de la unidad de boquilla.

Técnica Antecedente En un proceso para el moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio, se unen inclusiones de alúmina a la superficie de un agujero interior de una unidad de boquilla para el uso en el moldeado o vaciado (referida posteriormente en la presente como "unidad de boquilla" por brevedad) , y se aglomeran para formar partículas de alúmina de tamaño grande. Las partículas aglomeradas de alúmina se mezclan en el flujo de acero fundido, y se incorporan en bloques como inclusiones de tamaño grande para provocar defectos o calidad deteriorada en los bloques. En particular, en cuanto al acero desoxidado con aluminio que se moldea como acero de alto grado, tal como láminas delgadas, se ha requerido recientemente controlar estrictamente la calidad de los productos de acero. Para cumplir con este requisito, se ha hecho un gran esfuerzo para impedir que la alúmina se una sobre la superficie del agujero interior de la unidad de boquilla para del uso en el vertido de acero fundido desde una artesa refractaria (referida posteriormente como "TD" ) en un molde en un proceso de moldeado o vaciado continuo. Como una medida contra la unión de alúmina, se ha conocido un método que comprende inyectar gas de argón desde la superficie interior de una unidad de boquilla en el acero fundido para impedir físicamente la unión de alúmina. En este método, si se inyecta el gas de argón en una cantidad efectiva, se incorporarán burbujas del gas de argón inyectado en el acero fundido para formar agujeros en los bloques o para provocar el defecto del mismo. De esta manera, debido a la restricción en la cantidad permisible de inyección del gas de argón, este método no se puede usar exactamente como una medida suficiente para impedir la unión de la alúmina. Como otra media, también se ha conocido un método propuesto para proporcionar una función para impedir la unión de alúmina, a un material refractario que constituye por si mismo una unidad de boquilla. Este método se dirige a preparar un ladrillo refractario que contiene CaO e inducir la reacción entre CaO y alúmina unida sobre el ladrillo para formar un compuesto de bajo punto de fusión para impedir que se incremente la unión de alúmina. Por ejemplo, la publicación de patente Japonesa número 61-44836 describe una unidad de boquilla de moldeado que usa refractarios que comprenden un componente primario que consiste de una combinación de grafito, y calcia sinterizada o fusionada u otro material cerámico de ingeniería que contiene un componente de CaO. En general, una unidad de boquilla para el uso en el vaciado de acero fundido desde una TD a un molde durante el vaciado o moldeado de acero incluye una unidad de boquilla del tipo de múltiples partes construida al combinar una pluralidad de boquillas segmentarias como se muestra en la Figura 1, y una unidad de boquilla tipo parte única que consiste solo de una boquilla de pieza única como se muestra en la Figura 2. La unidad de boquilla tipo múltiples partes se construye al combinar una boquilla superior 2 que se une a una abertura formada en la pared del fondo de una artesa refractaria 1, una boquilla deslizante 3, una boquilla inferior 4 y una boquilla sumergida o de inmersión 5 sumergida en un molde 6. La velocidad de flujo del acero fundido al molde 6 se controla al ajusfar el área de abertura de la boquilla deslizante 3. La unidad de boquilla tipo múltiples partes tiene una excelente función de control de velocidad de flujo y puede mantener de forma estable el nivel del acero fundido. De esta manera, la unidad de boquilla tipo múltiples partes se usa ampliamente en vista del desempeño estable de moldeado bajo condiciones constantes y excelente seguridad. La unidad de boquilla tipo parte única está comprendida de una boquilla de inmersión alargada, única que define una ruta de flujo que desciende desde la abertura del fondo de la artesa refractaria 1 al molde 6. La velocidad de flujo del acero fundido al molde 6 se controla al ajustar el área de la abertura de fondo de la artesa refractaria 1 usando un tapón largo 7 colocado en la artesa refractaria 1. En pruebas experimentales que usan los dos tipos anteriores de unidades de boquilla cada uno de los cuales tiene un agujero interior cuya superficie se forma del material mencionado anteriormente que contiene CaO, la unidad de boquilla tipo parte única como se muestra en la Figura 2 exhibió realmente un efecto de reducción de la unión de alúmina a la superficie del agujero interior de la misma y redujo las inclusiones de alúmina de tamaño grande. Por otra parte, se probó que cuando se aplica el material que contiene CaO a sólo una parte de las boquillas segmentarias de la unidad de boquilla tipo múltiples partes como se muestras en la Figura 1, tienden a formarse inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques a una cantidad mayor que aquella en la unidad de boquilla tipo parte única.

En un proceso de moldeado o vaciado que usa la unidad de boquilla tipo parte única, el acero fundido que pasa a través de la unidad de boquilla no tiene contacto, de forma sustancial con el aire exterior. En contraste en un proceso de moldeado b vaciado que usa la unidad de boquilla tipo múltiples partes, el aire exterior entra en el agujero interior a través de las uniones entre las boquillas segmentarias. En particular, el aire exterior fluye inevitablemente hacia dentro a través de las superficies de unión entre la boquilla deslizante (referida posteriormente como "SN" ) y la boquilla segmentaria asociada, debido a que es difícil sellar completamente la superficie de unión con la SN que se mueve de forma deslizante durante el so . El acero fundido para fabricar acero desoxidado con aluminio contiene aluminio disuelto en el mismo. Cuando el aluminio entra en contacto con el aire, se oxida para crear alúmina. Entonces, la alúmina creada se llega a incorporar en los bloques como inclusiones de alúmina. En la unidad de boquilla tipo múltiples partes compuesta de la pluralidad de boquillas segmentarias, aún si se aplican los refractarios que contienen CaO a una parte de las boquillas segmentarias, la alúmina' se unirá a las boquillas segmentarias restantes que no tienen refractarios que contiene CaO, y entonces se incorporará en los bloques la alúmina de tamaño grande debido a la aglomeración.

Descripción de la Invención Por lo tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar una unidad de boquilla para el moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio, que emplea un material que contiene CaO de una manera tal que se puede reducir la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande a pesar del tipo de boquilla, tal como del tipo de parte única o del tipo de múltiples partes. Es otro objeto de la presente invención proporcionar un método para el moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio, capaz de reducir de forma signif cativa la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques para lograr una proporción reducida de calidad-defecto. A través de una investigación variada de la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques obtenidos usando una unidad de boquilla tipo parte única o tipo múltiples partes que tiene un agujero interior que se va a usar para verter acero fundido desde una artesa refractaria a un molde a través del mismo y refractarios que contiene CaO aplicados a la superficie del agujero interior, se encontró que la cantidad de inclusiones de aluminio de tamaño grande en los bloques tiene una fuerte correlación con el área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla y la cantidad de CaO contenida en los refractarios empleados. En base a este conocimiento y los requisitos numéricos específicos obtenidos, se ha logrado la presente invención. De forma específica, de acuerdo con la presente invención 50 % o más del área superficial completa del agujero interior de una unidad de boquilla que se va a usar para verter acero fundido de una artesa refractaria a un molde se forma de refractarios que contienen 20 % en masa o más de CaO . En la unidad de boquilla tipo múltiples partes como se muestra en la Figura 1, aún si se aplican refractarios que contiene CaO a una parte de las boquillas segmentarias o para definir una porción de área superficial completa del agujero interior, se unirá alúmina en la superficie del agujero interior de las boquillas segmentarias restantes que no tienen refractarios que contiene CaO, y se incorporará indeseablemente unos bloques a alúmina de tamaño grande debido a la aglomeración. Cuando se aplican los refractarios que contienen 20 % en masa o más de CaO al agujero interior de la unidad de boquilla para permitir que el acero fundido fluya a través de la misma, de una manera tal que los refractarios que contienen CaO ocupan 50 % o más del área superficial completa del agujero interior, se reduce drásticamente la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques obtenidos . Este efecto se deriva de un efecto sinergístico de las acciones, de las cuales los refractarios que contienen CaO actúan para absorber alúmina, un compuesto de bajo punto de fusión creado a través de la reacción entre CaO y alúmina en la forma de una fase líquida que actúa para suavizar la superficie del agujero interior, así como de prevención de la unión de alúmina y prevención de la aglomeración de alúmina. Este efecto sinergístico se puede obtener sólo si se aplican los refractarios que contienen CaO a la superficie del agujero interior de la unidad de boquilla, de una manera tal que ocupa el 50 % o más del área superficial completa del agujero interior. Si la relación es de menos de 50 %, se deteriora la acción de reducción de la cantidad de alúmina que fluye en el molde para proporcionar sólo un efecto insuficiente de reducción de la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques. La relación debe ser ajustada de manera preferente a 60 % o más. En tanto que 100 % del área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla se puede formar de los refractarios que contienen CaO, los refractarios que contiene CaO se pueden aplicar selectivamente a una región apropiada de la unidad de boquilla en consideración de sus condiciones de uso. Por ejemplo, si una cierta región tienen el riesgo de provocar un problema tal como daño por fusión o abrasión, en unión con el uso de los refractarios que contienen CaO, se deben usar refractarios convencionales adecuados para esta región. La presente invención se puede aplicar a cualquier unidad de boquilla tipo múltiples partes compuesta de cualquiera de una combinación de una boquilla superior y una boquilla de inmersión, una combinación de una SN y una boquilla de inmersión, una combinación de una boquilla superior, una SN y una boquilla de inmersión, y una combinación de una boquilla superior, una SN, una boquilla inferior y .una boquilla de inmersión como se muestra en la Figura 1, a cualquier unidad de boquilla tipo parte única compuesta de una boquilla de inmersión de pieza única como se muestra en la Figura 2 , de una manera tal que los refractarios que contienen CaO ocupan 50 % o más del área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla. Además, la presente invención también se puede aplicar a una unidad de boquilla tipo múltiples partes en la cual se integra una SN con una boquilla superior o inferior en una pieza única. Aún en el caso donde se apliquen los refractarios que contienen CaO a sólo una porción de la superficie del agujero interior de la unidad de boquilla tipo parte única, si se aplican para ocupar o definir 50 % o más del área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla, se puede mejorar de manera significativa la calidad de los bloques. Si la cantidad de CaO que va a ser contenida en los refractarios para definir una superficie del agujero interior es menor de 20 % en masa, los refractarios tienen capacidades deterioradas de absorber alúmina y de impedir la unión de alúmina para proporcionar sólo un efecto insuficiente de reducción de la cantidad de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques. De esta manera, la cantidad de CaO debe ser 20 % en masa o más. En tanto que no hay límite superior de la cantidad de CaO que se va a contener en los refractarios en términos del efecto de reducción de la cantidad de inclusiones de tamaño grande en los bloques, igualmente una gran cantidad de CaO va a provocar el riesgo creciente de daño por fusión o desgaste. De esta manera, el límite superior de la cantidad de CaO se debe ajusfar de forma apropiada dependiendo de las condiciones de uso. En condiciones usuales de moldeado o vaciado, la cantidad de CaO se debe establecer a aproximadamente 60 % en masa para obtener efectos suficientes . Los refractarios pueden incluir refractarios basados en MgO-CaO, refractarios basados en MgO-CaO-C, refractarios basados en Zr02-CaO, y refractarios basados en Zr02-Ga0-C. En particular, los refractarios basados en MgO-CaO y los refractarios basados en MgO-CaO-C se prefieren en vista de su excelente capacidad para absorber alúmina . En la unidad de boquilla tipo parte única o tipo múltiples partes, los refractarios que contienen CaO se aplican esencialmente a al menos una superficie del agujero interior que está en contacto con el acero fundido. Cualquier región de la unidad de boquilla diferente de la superficie del agujero interior se puede elaborar del mismo material como aquel de la superficie del agujero interior, o se puede hacer de cualquier refractario adecuado usado en una unidad de boquilla convencional.

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una vista en sección esquemática que muestra una unidad de boquilla tipo múltiples partes compuesta de una pluralidad de boquillas segmentarias que incluyen una SN, que es un ejemplo de una unidad de boquilla a la cual es aplicable la presente invención. La Figura 2 es una vista en sección esquemática que muestra una unidad de boquilla tipo parte única que es otro ejemplo de una unidad de boquilla a la cual es aplicable la presente invención. La Figura 3 es una gráfica que muestra la relación entre la relación de un área superficial de un agujero interior de una unidad de boquilla que se va a definir por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior, e inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques obtenidos . La Figura 4 es una gráfica que muestra la relación entre la cantidad promedio de CaOen refractarios que define un área superficial del agujero interior de la unidad de boquilla, y las inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques obtenidos .

Mejor modo para llevar a Cabo la Invención La presente invención se describirá en unión con una modalidad en la cual se aplica la presente invención a la unidad de boquilla tipo múltiples partes como se muestra en la Figura 1.

Tabla 1 Material A B C D Composición CaO 40 50 _ _ (% en masa) MgO 30 46 _ A1203 — _ 70 96 C 30 4 30 4 En la Tabla 1 anterior, las composiciones respectivas de los materiales aplicados a las boquillas segmentarias de la boquilla tipo múltiples partes en la Figura 1. Cada uno de los materiales A y B en la Tabla 1 es un material que contiene CaO de acuerdo a la presente invención y cada uno de los materiales Cy D es un ejemplo comparativo que no contiene CaO. Cada uno de los materiales A a D se formó, se quemó y trabajó a máquina para preparar refractarios en forma de manguito que tienen un espesor de 10 mm. Los refractarios en forma de manguito se insertaron en los agujeros interiores respectivos de las boquillas segmentarias, y se unieron a los mismos con mortero para formar las boquillas segmentarias como se muestra en la Figura 1. Los refractarios hechos de material A o C se aplicaron a la boquilla de inmersión, y los refractarios hechos del material B o C se aplicaron a la boquilla superior, la boquilla deslizante (SN) y la boquilla inferior . La Tabla 2 muestra un área superficial del agujero interior de cada una de las boquillas segmentarias que tienen los refractarios que contiene CaO aplicados a la misma .

Tabla 2 Se prepararon una pluralidad de unidades de boquilla de moldeado o vaciado continuo, tipo múltiples partes, al combinar de forma variada las boquillas segmentarias separadas que sirven como la boquilla superior 2, la SN 3, la boquilla inferior 4 y la boquilla de inmersión en la Figura 1. La influencia de los materiales usados en la unidad de boquilla en la calidad de los bloques se cerificó experimentalmente para poner en claro los efectos derivados del uso de los refractarios que contienen CaO. En las pruebas experimentales, del moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio se realizó en tanto que se cambia una combinación de las boquillas segmentarias bajo las condiciones de moldeado de un volumen de cucharón de: 250 toneladas, un volumen de TD: 45 toneladas y una velocidad de arrastre de bloques de 1.0 a 1.3 m/min, y se verificaron los efectos de acuerdo con el número por área de inclusiones de alúmina de tamaño grande que tienen un tamaño de partícula de 50 µt? o más, que estuvieron contenidos en los bloques obtenidos .

Tabla 3 *1 La relación del área superficial del agujero interior definida por el material que contiene CaO al área superficial completa del agujero interior *2 El número de inclusiones de alúmina de tamaño grande (Número Indice en base a que el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande en el Ejemplo Comparativo 1 es 100) La Tabla 3 muestra los resultados de la prueba. En la Tabla 3, el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande en cada ejemplo se muestra por un número de Indice en base a que el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande en los bloques obtenidos usando la unidad de boquilla tipo múltiples partes en el Ejemplo Comparativo 1 es 100.

Esto significa que la unidad de boquilla que tiene un número de índica más pequeño puede proporcionar bloques que tienen mejor calidad o un número más pequeño de inclusiones de alúmina de tamaño grande . La Figura 3 muestra esquemáticamente los resultados de la Tabla 3 en la forma de la relación entre la relación del área superficial del agujero interior definida por el material que contiene CaO al área superficial completa del agujero interior, y el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande. Como se ve en la Figura 3 , cuando la relación del área superficial del agujero interior definida por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla incrementa hasta 50 % o más, el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande se reduce agudamente para mejorar la calidad de los bloques. Entonces, se mejora adicionalmente la calidad de los bloques conforme de incrementa la relación, y se puede obtener la mejor calidad cuando se aplican los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior de la unidad de boquilla. Además, en la unidad de boquilla como se muestra en la Figura 1, se verificó experimentalmente la influencia de la cantidad de CaO en los refractarios que contienen CaO en la calidad de los bloques.

Tabla 4 Como un ejemplo, la Tabla 4 muestra refractarios que contiene CaO que tienen las composiciones E a L además de las composiciones A y B en la Tabla 1. Como con los materiales en la Tabla 1, cada uno de estos refractarios que contienen CaO se formaron, quemaron y trabajaron a máquina para formar refractarios que contienen manquitos que tienen un espesor de 10 mm. Los refractarios en forma de manguito se insertaron en los agujeros interiores respectivos de las boquillas segmentarias, y se unieron a estos con mortero para formar las boquillas segmentarias para la prueba. Los refractarios elaborados del material A, E, F, G o H se aplicaron al a boquilla 5de inmersión en la Figura 1, y los refractarios elaborados del material B, I, J, K, o L se aplicaron a la boquilla superior 2, la SN 3, y la boquilla inferior 4 en la Figura 1. Un área superficial del agujero interior de cada una de las boquillas segmentarias es la misma como aquella mostrada en la Tabla 2. En las pruebas experimentales, el vaciado o moldeado se realizó usando cada una de las unidades de boquilla tipo múltiples partes preparadas al combinar de forma variada estas boquillas segmentarias en la estructura como se muestra en la Figura 1, bajo las mismas condiciones de vaciado como aquellas descritas anteriormente para verificar la calidad de los bloques. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 5. La calidad de los bloques se evaluó de la misma manera como en la Tabla 3.

Tabla 5 *1 El número de inclusiones de alúmina de tamaño grande (Número Indice en base a que el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande en Ejemplo Comparativo 1 es 100) Los resultados en la Tabla 5 se resumen en la Figura 4 en la forma de la relación entre la cantidad promedio de CaO en los refractarios aplicados al agujero interior de la unidad de boquilla, y el número de inclusiones de alúmina de tamaño grande. Como se ve en la Figura 4 , cuando la cantidad promedio de CaO en los refractarios aplicados al agujero interior de la unidad de boquilla se implementa hasta 20 % en masa o más, se mejora significativamente la calidad de los bloques.

Aplicabilidad Industrial La presente invención puede reducir de manera significativa la cantidad de inclusiones de tamaño grande en bloques durante el moldeado o vaciado de acero desoxidado con aluminio, y se puede aplicar a varias unidades de boquilla a pesar del tipo de boquilla, tal como el tipo de múltiples partes o del tipo de parte única.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para proporcionar, a una unidad de boquilla de moldeado único, una función de prevención de la unión de alúmina y una función de reducción de inclusiones de tamaño grande en los bloques, que comprende aplicar refractarios que contienen CaO a una superficie de una agujero interior de la unidad de boquilla de moldeado continuo, en tanto que correlaciona la función de prevención de la unión de alúmina y la función de reducción de inclusiones de tamaño grande en los bloques, con la relación de un área superficial del agujero interior que se define por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero, interior y la cantidad de CaO que va a ser contenida en los refractarios que contienen CaO, en donde de acuerdo con la correlación, la cantidad de CaO que va a ser contenida en los refractarios que contienen CaO se ajusta a 20 % en masa o más, y la relación de un área superficial del agujero interior que se va a definir por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior se ajusta a 50 % o más.
2. 2. El método según la reivindicación 1, en donde los refractarios que contienen CaO son refractarios sinterizados en forma de manguito, en donde el método incluye insertar los refractarios sinterizados en forma de manguito en el agu ero interior.
3. 3. Una unidad de boquilla de moldeado continuo que comprende refractarios que contienen CaO aplicados a una superficie de un agujero interior de la unidad de boquilla de moldeado continuo para proporcionar una función de prevención de la unión de alúmina y una función de reducción de inclusiones de tamaño grande en los bloques, en donde la función de prevención .de la unión de alúmina y la función de reducción de inclusiones de tamaño grande en los bloques, se proporcionan en correlación con la relación de un área superficial del agujero interior que se va a definir por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior y la cantidad de CaO que está contenida de los refractarios que contienen CaO, en donde de acuerdo con la correlación, la cantidad de CaO que va a ser contenida en los refractarios que contienen CaO se ajusta a 20 %en masa o más, y la relación del área superficial del agujero interior que se define por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior se ajusta a 50 % o más.
4. 4. La unidad de boquilla de moldeado continuo según la reivindicación 3, en donde los refractarios que contienen CaO son refractarios sinterizados en forma de manguito .
5. 5. La unidad de boquilla de moldeado continuo según la reivindicación 3 ó 4, que es una unidad de boquilla tipo múltiples partes o tipo parte única para el moldeado o vaciado continuo de acero desoxidado con aluminio.
6. 6. Un método para el moldeo continuo de acero desoxidado con aluminio usando una unidad de boquilla de moldeado continuo que tiene una función de prevención de uni9ón de alúmina y una función de reducción de inclusiones de tamaño grande en los bloques, en donde las inclusiones de tamaño grande en los bloques que se provoca por el vaciado de acero fundido desde una artesa refractaria a un molde a través de un agujero interior de la unidad de boquilla de moldeado continuo que tiene refractarios que contienen CaO aplicados a una superficie del agujero interior se reduce en correlación con la relación de un área superficial del agujero interior que se va a definir por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior, y la cantidad de CaO que va a estar contenida en los refractarios que contienen CaO.
7. 7. El método según la reivindicación S, en donde la cantidad de CaO que va a estar contenida en los refractarios que contienen CaO es 20 % en masa o más, y la relación del área superficial del agujero interior que va a estar definida por los refractarios que contienen CaO al área superficial completa del agujero interior es de 50 % o más .