MXPA06014446A - Placa deslizable. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a una placa deslizable para un cierre por deslizamiento en pozos de fusion metalurgicos.

Description

PLACA DESLIZABLE La invención se refiere a una placa deslizable para una puerta deslizante de un recipiente de fusión metalúrgico.

Las placas deslizables, que incluyen a las placas para válvulas de operación lineales así como para válvulas giratorias, se han usado durante décadas para regular la descarga de recipientes de fusión metalúrgicos, p. ej . , ollas de vaciado o las llamadas artesas de colada.

Las válvulas deslizantes (sistemas de válvula) comprenden, p. ej . , dos placas, una placa estacionaria y una placa móvil. Ambas placas tienen al menos una abertura de paso de flujo para una fundición metálica asociada, donde las aberturas corren verticalmente hacia las superficies principales de las placas. Las placas pueden moverse con relación de una con la otra, de modo que las aberturas correspondientes de las placas puedan arreglarse desviadas, traslapándose parcialmente, o a nivel una con la otra para ajustar la masa de la fundición que es guiada a su través, o para interrumpir el flujo de fundición.

También se conocen sistemas de puerta deslizante con más de dos placas.

El área de la pared, en particular de las aberturas de paso del flujo, experimenta desgaste en el - transcurso de su uso. Para mejorar la resistencia al desgaste (pero también para propósitos de reparación) , se conoce el arreglo de un inserto anular de un material especialmente resistente al desgaste alrededor de la abertura de paso en el cuerpo base de la placa. La "conexión" del inserto con el material refractario • circundante de la placa base, es problemática.

La Patente DE 100 06 939 enseña el unir con mortero el inserto anular en una cavidad correspondiente del cuerpo base de la placa. Esto requiere preparar la placa base de una manera mecánica apropiada, p. ej . , con perforación. Esto causa costos adicionales. Además, sólo pueden usarse insertos rotacionalmente simétricos.

La Patente DE 100 06 939 también cita la posibilidad de presionar el inserto anular por presión común con el material circundante de matriz resistente al fuego. En esta representación, p. ej . , se coloca un inserto prefabricado en un molde a presión y rodeado por la masa que subsecuentemente se pretende que forme el cuerpo base.

La masa es subsecuentemente prensada. Este procedimiento puede usarse, en principio, con cualesquiera diseños de inserto y es simple de realizar. Sin embargo, tiene la desventaja de que el inserto y la placa base circundante se separan uno del otro después de la remoción de la prensa y se produce un pequeño espacio entre el inserto y la placa base. Por lo tanto, el inserto puede separarse del cuerpo base circundante o aún caer cuando la placa deslizante se usa en una válvula deslizante.

Un procedimiento frecuentemente usado comprende el colado de una masa hidráulica resistente al fuego (un concreto) alrededor de un cuerpo de inserto prefabricado. Casi todas las geometrías de inserto pueden usarse de esta manera. Sin embargo, cuando se calienta, la unión hidráulica del material de la matriz del cuerpo base pierde al menos parte de su resistencia. Una unión cerámica fuerte no se produce sino a temperaturas distintivamente por arriba de 1000°C. El término "perforación de resistencia", usualmente alrededor de 900°C, se usa en esta conexión. Durante el uso de la placa deslizante se forma un qradiente marcado de temperatura entre el área de la abertura de paso y el borde de la placa. En el área de la abertura de paso, el material (refractario) resistente al fuego asume aproximadamente la temperatura del acero líquido (p. ej . , 1600°C) . La temperatura es distintivamente inferior en el . borde de la placa. Por lo tanto, hay áreas obligatorias dentro de la placa que son calentadas sólo hasta la "perforación de resistencia" (aproximadamente 900°C) . El desgaste de estas placas es correspondientemente alto.

Iniciando a partir de este estado de la técnica, • un objetivo de la invención es proporcionar una placa deslizable para una válvula deslizante de un recipiente de fundición metalúrgica cuya placa deslizable comprenda un inserto resistente a] desgaste en el área de la abertura de paso para la fundición metálica, donde la placa deslizable debería fabricarse fácilmente y proporcionar una alta • resistencia constante (resistencia al desgaste) en todo su volumen.

Para resolver este objetivo, la invención parte del estado de la técnica citado en el que el inserto se fija in situ en el cuerpo base durante la presión de un ' material de matriz resistente al fuego para el cuerpo base, material que rodea al inserto. Hasta donde abajo se describe el inserto como "anular", este puede ser "exactamente anular", dando como resultado una forma circular del área circunferencial exterior del inserto. Este término también incluye formas en las que el inserto está formado en dirección axial de su abertura entre las superficies opuestas del frente de una manera escalonada en su exterior, esto es, con diferentes diámetros exteriores, o es formado con una superficie circunferencial cónica. "Anular" también incluye a las formas circunferenciales asimétricas y al arreglo excéntrico de la abertura. Hasta este punto, anular sólo significa que el inserto comprende una abertura para transportar la fundición metálica a su través .

Sin embargo, como se describió, se forma un espacio (distancia) entre el inserto y el cuerpo base durante la remoción, usualmente en la forma de un especio anular entre la superficie circunferencial del inserto y la correspondiente superficie del cuerpo base, espacio que previene al menos parcialmente una conexión no positiva entre los dos. Este espacio (separación) también puede ser una separación de partes múltiples.

La invención resuelve este problema, en que el espacio presente entre el inserto y el cuerpo base se rellena con un agente de impregnación que conecta de manera no positiva (directamente) el cuerpo base con el inserto.

En su representación más general, la invención se refiere a una placa deslizable para una válvula deslizante de un recipiente de fundición metalúrgica, con las siguientes representaciones: a) La placa deslizable comprende un cuerpo base - (2) hecho de un material cerámico refractario, b) el cuerpo base (2) comprende al menos una abertura de paso que corre verticalmente hacia las superficies principales del cuerpo base (2), c) El cuerpo base (2) rodea a un inserto anular (1) hecho de un material de cerámica refractaria, d) el inserto (1) rodea completamente a la abertura de paso al menos en un área de una superficie principal del cuerpo base (2) y está alineado con esta superficie principal, e) un espacio (3) presente entre el inserto (1) y el cuerpo base (2) se rellena con un agente de impregnación que no conecte positivamente al cuerpo base (2) y al inserto ( 1) .

Las secciones citadas entre el inserto y el cuerpo base, en las cuales no existe conexión directa entre las dos partes, generalmente son muy pequeñas y tienen un ancho de habitualmente < 100 µm, frecuentemente de < 10 µm. Este espacio (separación) pequeño obviamente no puede ser rellenado con un mortero o similar. Sin embargo, el uso de un agente de impregnación (líquido) hace posible rellenar este espacio vacío (estos espacios vacíos) , y por lo tanto conectar una con la otra las dos partes.

El espacio puede rellenarse con un agente de impregnación que contenga carbono. Este agente de impregnación puede ser, p. ej . , una sustancia de entre el grupo de: alquitrán, petróleo, resina fenólica.

Si la placa deslizable es impregnada (empapada) después de la remoción de la prensa con esa sustancia, y si la placa es subsecuentemente templada a temperaturas de entre 200 y 700°C, el agente de impregnación se coquifica y se solidifica, con lo que crea la conexión directa no positiva deseada entre el inserto anular y el cuerpo base circundante. El espacio o espacios entre los dos componentes son por lo tanto conectados a través de una capa continua de carbono.

La impregnación puede limitarse al área de transición citada entre el inserto y el cuerpo base. Sin embargo, también es posible seleccionar el que el área de impregnación sea mayor, hasta la impregnación de la placa completa.

La impregnación tiene la ventaja adicional de que aumenta el estrechamiento de la placa en toda el área impregnada y mejoran sus propiedades de deslizamiento.

La impregnación puede optimizarse si el inserto, así como el material del cuerpo base, tienen una porosidad abierta de entre 5 y 20% por volumen antes de la impregnación. Como regla, la porosidad abierta del cuerpo base será mayor que la del inserto, ya que el inserto ya se está usando como una parte preformada, usualmente preprensada .

La selección del material, así como la técnica de prensado, pueden seleccionarse de tal modo que el espacio entre el inserto y el cuerpo base a rellenar tenga un ancho de = 70 µm, por ejemplo, de entre 20 y 70 µm. Esto también puede ajustarse, p. ej . , a través de la selección de la granulación para el inserto y para el cuerpo base.

Aunque el inserto generalmente se usa como una parte preprensada, el cuerpo base también puede ser manufacturado por tecnología de colado si se presente la ocasión. En este caso el espacio es generalmente algo mayor de modo que el ancho del espacio (separación) entre el inserto y la placa base, antes de la impregnación y después del secado de la placa, también puede ser mayor que el citado de 100 µm.

Por lo demás, las representaciones descritas en el estado de la técnica, referentes a la selección del material, también pueden ser transferidas a la placa deslizable de acuerdo con la invención. Por lo tanto, el inserto generalmente tiene una mayor resistencia al desgaste que el cuerpo base. Por lo tanto pueden usarse calidades más económicas de material para el cuerpo base, lo que disminuye el precio total de la placa deslizable. 1 i El inserto y el cuerpo base se forman habitualmente a partir de diferentes materiales cerámicos resistentes al fuego.

Un material adecuado para el inserto es una . sustancia basada en Zr02. Los materiales basados, p. ej . , en A1203, pueden ser usados para el cuerpo base.

Aunque la placa deslizable puede fabricarse con diferentes técnicas de procedimiento, como se explicó arriba, un procedimiento probó ser ventajoso, en el cual un - inserto anuLar hecho de un material de cerámica refractaria se integra se integra en un procedimiento de prensado con un cuerpo base hecho de material cerámico refractario, se remueve del molde, y la placa deslizable formada de esta manera se impregna subsecuentemente con un agente de integración en el área de transición entre el inserto y el cuerpo base, y se templa.

Este procedimiento se probó en la siguiente prueba : se colocó en un molde de prensado un inserto anular calcinado hecho de óxido de circonio estabilizado con MgO. Subsecuentemente el inserto fue rodeado con una masa de prensado basada en alúmina en una cantidad tal que la masa de prensado (para formar el cuerpo base) se extiende pasada de la superficie del inserto hasta un punto que, después del subsiguiente procedimiento de prensado, la superficie frontal superior del cuerpo base esté alineada con la superficie frontal superior del inserto.

Después de la remoción de la placa deslizable prensada de este modo, esta fue impregnada a lo largo de algunos milímetros en ambos lados del área de transición entre el inserto y el cuerpo base con un alquitrán líquido y subsecuentemente templada a 500°C.

Como lo muestra la Figura 1 adjunta, puede detectarse microscópicamente una capa (3) de aproximadamente 5 µm de ancho del alquitrán coquificado en la región de transición estrecha entre el inserto (1) y el cuerpo base (2) .

Esta capa de relleno establece una conexión no positiva entre el inserto y el revestimiento (cuerpo base) . Por lo tanto, el inserto está fijado de manera segura y confiable con relación al cuerpo base. En una prueba de práctica subsecuente, la placa deslizable podría ser probada junto con una placa de la válvula de la misma construcción para formar un sistema de puerta deslizante. Se vaciaron 6 hornadas de acero sin que el inserto perdiera su conexión no positiva con el cuerpo base.

El anclaje mejorado del inserto en una placa deslizable fue revisado en la prueba siguiente, como se muestra en la Figura 2: la placa (10) se coloca sobre un anillo (12) anular, donde el inserto (14) no descansa sobre la parte superior del anillo. El inserto (14) tiene un diámetro exterior de 130 mm, un diámetro interior de la perforación de 80 mm y un grosor de 15 mm. La placa está perforada desde encima en seis posiciones (16) ubicadas a intervalos angulares regulares sobre un círculo imaginario, hacia abajo a la superficie (14o) del inserto (14k). El dado (18), con seis cilindros (20) de presión correspondientes, se introduce ahora en las perforaciones. La fuerza se midió a la destrucción del inserto (14) o a la ruptura de la placa (10) .

Estas mediciones involucraron 5 pruebas en una placa deslizable (E) diseñada de acuerdo con la invención y templada a 500°C, y 5 pruebas en una placa deslizable con la misma construcción sin impregnación (S), y se determinó el valor promedio para cada placa.

Se determinó un valor de 2 ± 1 kN para S y un valor de 18 ± 3 kN para E.

El inserto puede extenderse sobre toda la altura de la placa deslizable (verticalmente a las superficies principales) . Sin embargo, es posible escalonar el diámetro exterior del anillo de inserto de acuerdo con un escalonamiento correspondiente del cuerpo base circundante. De esta manera se crea una confiabilidad mecánica adicional, de modo que el anillo repose con seguridad sobre un colar correspondiente de la placa base y no se afloje en la dirección del flujo de la fundición metálica.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Placa deslizable para una válvula deslizante de un recipiente de fundición metalúrgica, con las siguientes 5 representaciones: a) La placa deslizable comprende un . cuerpo base hecho de un material cerámico refractario; b) el cuerpo base comprende al menos una abertura de paso que corre verticalmente hacia las superficies principales del cuerpo base; c) El cuerpo base rodea a un inserto anular 0 hecho de un material de cerámica refractaria; d) el inserto rodea completamente a la abertura de paso al menos en un área de una superficie principal del cuerpo base y está alineado con esta superficie principal; e) un espacio presente entre el inserto y el cuerpo base se rellena con -5 un agente de impregnación que no conecte positivamente ai cuerpo base y al inserto.

2. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo espacio es rellenado con un agente de impregnación que contenga carbono. 0

3. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo espacio es rellenado con un agente de impregnación del grupo de: alquitrán, petróleo, resina fenólica.

4. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo espacio es una separación con un ancho < 100 µm. 5

5. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, que fue templada a temperaturas de entre 200 y 700°C.

6. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo cuerpo base es prensado.

7. Placa desiizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo inserto es prensado.

8. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo inserto tiene una mayor resistencia al desgaste que el cuerpo base.

9. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual el inserto y el cuerpo base están hechos de diferentes materiales cerámicos refractarios.

10. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo inserto está hecho de un material basado en Zr02.

11. Placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, cuyo cuerpo base está hecho de un material basado en A1203.

12. Procedimiento para manufacturar una placa deslizable de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un inserto anular preprensado hecho de un material de cerámica refractaria es integrado en un procedimiento de prensado con un cuerpo base hecho de un material de cerámica refractaria, luego removido, y la placa deslizable formada de esta manera es impregnada subsecuentemente con un agente de impregnación en el área de transición entre el inserto y el cuerpo base, y templada.