MXPA97005546A - Artesa refractaria - Google Patents

Abstract

La invención proporciona una artesa refractaria de características de flujo mejoradas del metal fundido que pasa a través de la misma, la artesa refractaria (10) tiene una salida en su base (11), la salida estáseparada longitudinalmente de la artesa desde la zona (14) de vaciado, la zona (14) de vaciado estácolocada para recibir una corriente de acero fundido desde el cucharón, una almohadilla (13, 40) de impacto sobre el piso (11) de la artesa refractaria en la zona de vaciado, la almohadilla de impacto (123, 40) comprende una base (41) que tiene una superficie (42) de impacto, una pared lateral (43) que se extiende hacia arriba a lo largo de la periferia de la base, la pared lateral (43) tiene una superficie (48) interna que tiene una porción rebajada para quedar encerada hacia la corriente de acero de entrada y la porción rebajada tiene una superficie configurada para recibir e invertir la dirección del flujo de la corriente de entrada, y una presa (20, 21) colocada entre la almohadilla (13, 40) de impacto y la salida, la presa (20, 21) tiene uno o más agujeros (27, 28) para permitir el paso de una proporción del acero y la presa (20, 21) se extiende hacia arriba desde el piso (11) de la artesa refractaria a través de aproximadamente 40 por ciento a 60 por ciento de la altura del nivel superior del acero en la artesa refractaria.

Description

"ARTESA REFRACTARIA" Esta invención se relaciona con una artesa refractaria y está relacionada particularmente para proporcionar un medio de mejorar el flujo del metal fundido a través de una artesa refractaria. En la fundición continua de acero, el acero fundido se vacia desde un cucharón hacia un recipiente intermedio, una artesa refractaria y desde la artesa refractaria hacia uno o más moldes de fundición continua. Por ejemplo, la artesa refractaria puede alimentar dos moldes de fundición, es decir, es una artesa refractaria de dos caminos de paso. Es bien sabido que las inclusiones no metálicas indeseadas se pueden retener en el acero en la artesa refractaria y se han propuesto una variedad de medios para mejorar la calidad del acero removiendo estas inclusiones antes de que el acero pase desde la artesa refractaria. Estos medios incluyen el uso de una capa de un flujo primativo prima sobre la superficie del acero fundido en la artesa refractaria, cuyo flujo captura las inclusiones indeseadas. Asimismo, estos medios incluyen una variedad de deflectores, presas y vertederos colocados en la artesa refractaria. En este contexto, un deflector es una obstrucción al flujo del acero que se extiende desde el piso de la artesa reflactaria hasta por encima del nivel superior del acero fundido, una presa en una obstrucción que sobresale hacia arriba del piso de la artesa refractaria a través de la cual debe fluir el acero y un vertedero es una obstrucción que sobresale hacia abajo hacia el acero fundido y debajo del cual debe fluir el acero . Estos deflectores, presas y vertederos pueden fabricarse de o incluir una capa superficial de un materal activo, v.gr., alúmina, para capturar las inclusiones del acero. Pueden tener agujeros para permitir el paso de una porción del acero a través de los mismos y deben dimensionarse y colocarse para empujar el flujo ascendente del acero para mejor contacto con una capa superficial del material de flujo. Además, es sabido el colocar una almohadilla de impacto resistente a la erosión en el piso de la artesa refractaria, a fin de recibir la corriente de entrada del acero fundido desde un cucharón. Los deflectores, presas, vertederos y almohadillas de impacto serán denominadas conjuntamente en la presente como accesorios de la artesa refractaria. Las almohadillas de impacto también se han diseñado para reducir al mínimo la turbulencia superficial en la artesa refractaria además de su papel principal de resistencia a la erosión. Por ejemplo, en la Patente Norteamericana Número 5169591, se da a conocer una almohadilla de impacto que tiene una base para recibir una corriente de entrada del cucharón y una pared lateral lateral que se extiende hacia arriba a lo largo de la periferia de la base. La pared lateral que se extiende hacia arriba incluye una superfcie interna que tiene una porción rebajada orientada hacia la corriente de entrada del cucharón, extendiéndose a la porción rebajada a lo largo de la longitud de la superficie interna y teniendo una superficie configurada para recibir e invertir la dirección del flujo del fluido generado mediante la corriente de entrada del cucharón. Reduciendo la turbulencia de la zona de vaciado, se puede reducir el riesgo de que la capa de flujo que cubre la superficie se rompa y exponga el acero al aire, reduciendo de esta manera los niveles de reoxidación de acero y pérdida de calor. La presente invención tiene como mira proporcionar un disposición mejorada de los accesorios de la artesa refractaria para una artesa refractaria que reduce el riesgo de turbulencia de la zona de vaciado y mejora los patrones de flujo para la fundición de estado constante en la artesa refractaria de manera que la remoción de la inclusión pueda también mejorarse y se puede reducir la cantidad de escoria/desintegración y retención de la capa de cubierta de flujo durante los cambios del cucharón. Por consiguiente, en una aspecto de la invención proporciona a la artesa refractaria que tiene una salida en su base y una salida que está separada longitudinalmente de la artesa refractaria desde una zona de vaciado, la zona de vaciado está colocada para recibir una corriente de acero fundida desde el cucharón, una almohadilla de impacto en el piso de la artesa refractaria en la zona de vaciado, la almohadilla de impacto comprende una base que tiene una superficie de impacto, una pared lateral que se extiende hacia arriba a lo largo de la periferia de la base, teniendo la pared lateral una superficie interna que tiene una porción rebajada que queda orientada hacia la corriente de acero de entrada y teniendo la porción de rebajo una superficie considerada para recibir e invertir la dirección del flujo de la corriente de entrada, y una presa colocada entre la almohadilla de impacto y la salida, la presa tiene uno o más agujeros para permitir el paso de una proporción del acero y la presa se extiende hacia arriba desde el piso de la artesa refractaria a través de aproximadamente 40 por ciento a 60 por ciento de la altura del nivel más elevado del acero en la artesa refractaria.

En otro aspecto, la invención proporciona un estuche de piezas en la forma de accesorios para una artesa refractaria, el estuche comprende una almohadilla de impacto y una presa como se define en el párrafo inmediatamente anterior. De preferencia, la artesa refractaria tiene dos salidas separadas longitudinalmente una a cada lado de la zona de vaciado se proporciona una presa entre la zona de vaciado y cada salida. De preferencia, cada presa tiene un par de agujeros separados uniformemente a través de su ancho, y los agujeros de preferencia se colocan por encima del piso de la artesa refractaria con la distancia desde el piso a la orilla más próxima del agujero siendo de 25 milímetros hasta el 50 por ciento de la altura de la presa. Los agujeros pueden ser de sección transversal circular, es decir, los pasajes a través de la presa son cilindrics, aún cuando esto no es esencial, y por ejemplo, pueden ser de configuración elíptica u otra configuración. Los agujeros se pueden extender horizontalmente a través de la presa, pero en una modalidad preferida, se colocan en ángulo hacia abajo, v.gr., a un ángulo de 30° a 60° con respecto a la horizontal desde el lado de la zona de vaciado del lado de salida de la presa. En este caso, las alturas de los centros del agujero a los cuales se hace referencia en lo que antecede se miden en el lado de aguas arriba, es decir, el lado de la almohadilla de impacto de la presa. Los agujeros, por ejemplo, pueden ser de un diámetro de 5 a 15 centímetros para una presa a través del ancho completo de la artesa intermedia, siendo la presa de una altura de 40 centímetros y teniendo la artesa refractaria un nivel de trabajo de acero de 80 centímetros. La almohadilla de impacto por ejemplo puede ser del tipo dado a conocer en la Patente Norteamericana anteriormente mencionada Número 5169591. Alternativamente, puede ser una forma modificada de almohadilla de impacto como se describe en nuestra Solicitud de Patente Norteamericana Copendiente Número 08/338123, presentada el 9 de Noviembre de 1994. En esa solicitud se describe una almohadilla de impacto que tiene una base y una pared lateral externa cilindrica que se extiende hacia arriba desde la base y que encierra un espacio interior que tiene una abertura superior para recibir una corriente del metal fundido, incluyendo la pared lateral externa una superficie interna anular que tiene por lo menos una primera porción que se extiende hacia adentro y hacia arriba hasta la abertura, y de preferencia una segunda porción que se extiende hacia afuera y hacia arriba hasta la primera porción, mediante lo cual, una corriente de metal fundido dirigida hacia abajo que incide en la superficie de impacto de la base, se dirige hacia afuera hacia la superficie interna anular y luego se vuelve dirigir hacia arriba y hacia adentro hasta la corriente de entrada del metal f ndido. Asimismo, se describe una almohadilla de impacto que tiene una base y una pared lateral sinfín que se extiende hacia arriba desde la base, una superficie superior esencialmente paralela a la superficie de impacto de la base y conectada con la pared lateral y que define en la misma una abertura no uniforme, la abertura no uniforme tiene una dimensión larga y una dimesión corta perpendicular a la dimensión larga, teniendo la pared lateral una cara interior configurada de manera que el metal fundido que se pone en contacto con la superficie de impacto fluya hacia afuera y luego sigue hacia adentro y sea dirigida hacia arriba mediante la cara interior de la pared lateral y luego fluya hacia afuera de la abertura. En esta última modalidad, la abertura se destina a quedar alineada con la dimensión larga de la artesa refractaria. La colocación y tamaño óptimos de las presas con relación a las salidas y la región de vaciado desde luego variará de artesa refractaria a artesa refractaria, pero será determinable fácilmente mediante una persona con conocimiento promedio de la técnica, quien por ejemplo usa frecuentemente medios matemáticos y/o modelado en agua como un medio para determinar el diseño del accesorio de la artesa refractaria así como la colocación. La invención se ha encontrado que proporciona mejoras de flujo considerables en una artesa refractaria. Los beneficios del flujo incluyen: i) tiempo de permanencia mínimo aumentado ii) volumen inactivo disminuido iii) tiempo de permanencia mediano aumentado iv) flujo aumentado dirigido hacia la superficie Estas características ayudan a la remoción de la inclusión mejorada. Claramente un tiempo de permanencia aumentado aumenta la posibilidad de remoción e inclusión desde el acero. El volumen disminuido inactivo reduce aquellas regiones de la artesa refractaria en donde el flujo se convierte en estático reduciendo de esta manera la homogenización de temperatura y haciendo menos posible la remoción de la inclusión. El flujo aumentado dirigido hacia la superficie mejora el contacto entre el acero y una capa de recubrimiento del flujo activo activando de esta manera la recolección de inclusiones. v) La re-oxidación del acero reducida también se logra mediante turbulencia reducida, particularmente al vaciar el acero desde el cucharón hasta una artesa refractaria vacía y durante los cambios de cucharón durante la secuencia de fundición. Por lo tanto, el uso del tipo específico de la almohadilla de impacto amortigua la energía del acero vaciado hacia la artesa refractaria y la turbulencia reducida lograda de esta manera reduce la exposición- del acero al aire, reduciendo por lo tanto la formación de inclusiones de óxido, v.gr., óxidos de alúmina y hierro, reducidos comúnmento durante la colada del acero fundido. vi) Se logra una reducción en la escoria del cucharón que sale de las salidas de la artesa refractaria. vii) Se logra una reducción en las calidades de acero mezcladas de transición (es decir, aceros de constitución química diferentes) , durante la fundición en secuencia mejorando de esta manera el rendimiento viii) Puede usarse una capa superficial del flujo activo de la artesa refractaria a través de toda la artesa refractaria, mejorando de esta manera la captación de la inclusión. Además, la invención permite que se logre una reducción en el material del accesorio de la artesa refractaria que se requiere en comparación con los sistemas de almohadilla de vaciado/deflector convencionales o los sistemas de almohadilla de vaciado/presa/vertedero. Las modalidades de la invención se describirán ahora a modo de ejemplo únicamente haciendo referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales: La Figura 1 es una ilustración diagramática en sección transversal longitudinal de una artesa refractaria que muestra el efecto en el flujo del acero de una almohadilla de impacto en la zona de vaciado sin las presas usadas en la presente invención; La Figura 2 es una vista semejante a la Figura 1, que muestra el efecto en el flujo del acero de incluir tanto la presas como la almohadilla de impacto de la presente invención; La Figura 3 es una elevación de una presa para usarse en la invención; La Figura 4 es una sección por la línea IV — IV de la Figura 3; La Figura 5 es una vista de planta de una almohadilla de impacto para usarse en la invención; La Figura 6 es una sección por la línea VI -- VI de la Figura 5; y . La Figura 7 es una sección por la línea VII — VII de la Figura 5.

En la Figura 1, una artesa refractaria 10 tiene un piso 11 y paredes 12 de extremo. Se coloca una almohadilla 13 de impacto sobre el piso 11 centralmente de la artesa refractaria. La almohadilla de impacto se describe en mayor detalle a continuación haciendo referencia a las Figuras 5, 6 y 7. Un tubo 14 de vaciado desde el cucharón (no ilustrado) se coloca directamente por encima de las medidas de impacto de manera que el acero colado hacia la artesa refractaria incida en la almohadilla de impacto. La artesa refractaria tiene dos regiones 15 y 16 de salida separadas hacia cada extremo longitudinal de la artesa refractaria, no habiéndose mostrado las salidas reales en la base de la artesa refractaria. Las flechas muestran las direcciones del flujo del acero, como se deriva mediante modelado con agua en un modelo de artesa refractaria de escala de 0.3. Un número de "zonas inactivas" en donde el flujo del líquido virtualmente era estático se revelaron, estando éstas numeradas 17 (un par de zonas hacia la superficie del líquido, una hacia cada extremo de la artesa refractaria) , 18 (un par de zonas, una en cada extremo de la artesa refractaria en un ángulo entre la pared de extremo -y el piso) y 19 (un par de zonas, cada una en el piso de la artesa refractaria, entre la almohadilla de impacto y las regiones de salida) . En la Figura 2, en donde los números de referencias semejantes indican piezas de la artesa refractaria iguales, el accesorio de la artesa refractaria se ha completado mediante la adición de dos presas 20 y 21, cada una colocada de aproximadamente 60 por ciento a 80 por ciento de la distancia desde la almohadilla 13 de impacto hasta su salida respectiva. (Esta distancia puede variar, v.gr., de 40 por ciento a 8.0 por ciento, dependiendo del diseño de la artesa refractaria y las condiciones de fundición) . Cada presa, cuya construcción se describe en mayor detalle a continuación haciendo referencia a las Figura 3 y 4, era de una altura para extenderse hacia arriba hasta aproximadamente 50 por ciento del nivel del acero de funcionamiento máximo normal en la artesa refractaria. De nuevo, los patrones de flujo del acero se indican mediante las flechas como se derivan mediante modelado con agua a la escala de 0.3. De nuevo, se revelaron seis "zonas inactivas" de un flujo relativamente estático pero como puede verse, eran de volumen significativamente reducido. Se encontró un par de zonas 22, una en cada extremo de la artesa refractaria en la superficie de líquido. Se encontró un segundo par de zonas 23 que corresponden en posición a las zonas 18 en la Figura 1. Se encontró un tercer par de zonas 24, una en el lado en aguas abajo de cada presa 20, 21. En total, el patrón de flujo de acero estaba mejorado considerablemente conduciendo a prospectos mejorados de remoción de inclusión. En las Figuras 3 y 4, la presa 21 (que es idéntica a la presa 20) tenía una cara 25 en aguas arriba, es decir, la cara más próxima a la zona de vaciado y la almohadilla 14 de impacto. Se ahusa hasta una orilla 26 inferior a fin de conformarse a las paredes de la artesa refractaria específica que se destina para descansar con la orilla 26 sobre el piso de la artesa refractaria. Dos agujeros 27, 28 pasan a través de la presa formando un pasaje 29 colocado en ángulo hacia abajo a 45° con respecto a la horizontal desde el lado en aguas arriba hacia el lado en aguas abajo. Se funden dos ganchos 30 y 31 de montaje en la presa 21 durante su frabricación y permiten que la presa se lleve con grúa hasta una posición deseada en la artesa refractaria. La almohadilla 40 de impacto mostrada en las Figuras 5, 6 y 7, tiene una base 41 con una superficie 42 de impacto para recibir una corriente de entrada del acero fundido. Por lo general es de configuración rectangular y tiene una pared lateral 43 vertical que se extiende continuamente alrededor de su periferia. La pared lateral encierra un espacio 44 interior que tiene una abertura 45 superior para recibir la corriente de entrada. La abertura 45 no es uniforme, siendo rectangular y sus lados más largos se colocan para extenderse en la dirección longitudinal de la artesa refractaria, cuando la almohadilla se impacto se coloca sobre el piso de la artesa refractaria. La pared lateral 43 se proporciona con una cara 48 interna configurada primero para extenderse hacia afuera y hacia arriba desde la superficie 42 de impacto, y luego hacia adentro y hacia arriba hasta la abertura 45. La pared lateral termina en una superficie 49 superior que rodea la abertura 45 y proporciona de manera efectiva una porción rebajada en su superficie interna para recibir e invertir al dirección del flujo del acero generado mediante la corriente de entrada que choca contra la superficie 42. Como se muestra, la almohadilla se proporciona con cuatro ganchos 50 para ayudar a su colocación en la artesa refractaria. De nuevo estos ganchos se moldearon en la almohadilla de impacto durante su fabricación.

Claims (12)

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Una artesa refractaria (10) que tiene una salida en su base (11), la salida está separada longitudinalmente de la artesa refractaria desde una zona (14) de vaciado, la zona (14) de vaciado se coloca para recibir una corriente de acero fundido desde cucharón, una almohadilla (13, 40) de impacto en el piso (11) de la artesa refractaria en la zona de vaciado, la almohadilla (13, 40) de impacto comprende una base (41) que tiene una superficie (42) de impacto, una pared lateral (43) que se extiende hacia arriba a lo largo de la periferia de la base, la pared lateral (43) tiene una superficie interna (48) que tiene una porción rebajada para quedar orientada hacia la corriente de acero de entrada y la porción rebajada tiene una superficie configurada para recibir e invertir la dirección de flujo de la corriente de entrada, y una presa (20, 21) colocada entre la almohadilla (13, 40) de impacto y la salida, la presa (20, 21) tiene uno o más agujeros (27, 28) para permitir el paso de una proporción del acero y la presa (20, 21) se extiende hacia arriba desde el piso (11) de la artesa refractaria a través de aproximadamente 40 por ciento a 60 por ciento de la altura del nivel superior del acero en la artesa refractaria.

2. Una artesa refractaria de conformidad con la reivindicación 1, en donde hay dos salidas separadas longitudinalmente una en cada lado de la zona (14) de vaciado y una presa (20, 21) se proporciona entre la zona de vaicado y cada salida.

3. Una artesa refractaria de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde cada presa (20, 21) tiene un par de agujeros (27, 28) separados uniformemente a través de su ancho y colocados por encima del piso (11) de la artesa refractaria, con la distancia desde el piso (11) y hasta la orilla más próxima de un agujero siendo de 25 milímetros hasta el 50 por ciento de la altura de la presa (20, 21), que se mide en el lado en aguas arribna de la presa.

4. Una artesa refractaria de conformidad con la reivindicación 1, 2 o 3, en donde los agujeros (27,28) son de sección transversal circular o elíptica.

5. Una artesa refractaria de conformidad con cualaesquiera de las reivindicaciones que anteceden, en donde los agujeros (27, 28) están colocado en ángulo hacia abajo a través de la presa (20, 21) desde el lado (14) de la zona de vaciado hasta el lado (15,16) de salida de la presa (20, 21)

6. Una artesa refractaria de conformidad con la reivindicación 5, en donde los agujeros (27, 28) están colocados en ángulo de 30° a 60° con respecto al horizontal .

7. Una artesa refractaria de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones que anteceden, en donde la almohadilla (40) de impacto tiene una pared lateral (43) que se extiende hacia arriba que se extiende continuamente alrededor de su periferia, la pared lateral encierra un espacio (44) interior que tiene una abertura (45) superior para recibir la corriente de entrada, la abertura (45) superior tiene una dimensión larga y una dimensión corta perpedicular a la dimensión larga, quedando alineada la dimensión larga de la abertura con una dimensión larga de la artesa refractaria.

8. Un estuche de piezas que constituyen accesorios para una artesa refractaria (10), el estuche comprende una almohadilla (13, 40) de impacto que va a colocarse sobre el piso de la artesa refractaria en la zona de vaciado, la almohadilla de impacto tienen una base (41) , una superficie (42) de impacto y una pared lateral (43) que se extiende hacia arriba a lo largo de la periferia de la base, la pared lateral tiene una superfice (48) interna que tiene una porción rebajada para quedar orientada, recibir e invertir la dirección de flujo de una corriente de acero de entrada hacia la artesa refractaria, y una presa (20, 21) capaz de colocarse en la artesa refractaria entre la almohadilla (13, 40) de impacto y una salida de la artesa refractaria, la presa tiene uno o más agujeros (27, 28) para permitir el paso de una proporción del acero y la presa (20, 21) tiene una altura para extenderse hacia arriba desde el piso (11) de la artesa refractaria a través de aproximadamente 40 por ciento a 60 por ciento de la altura del nivel superior del acero en la artesa refractaria.

9. Un estuche que piezas de conformidad con la reivindicación 8, en donde la presa (20, 21) tiene un par de agujeros (27, 28) separados uniformemente a través de su ancho y colocados de tal manera que cuando la presa esté en la posición deseada en la artesa refractaria, la distancia desde el piso (11) de la artesa refractaria hasta la orilla más próxima de un agujero (27, 28) que es de 25 milímetros hasta el 50 por ciento de la altura de la presa (20, 21) que se mide en el lado en aguas arriba de la presa.

10. Un estuche de piezas de conformidad con la reivindicación 8 o 9, en donde los agujeros están colocados en ángulo hacia abajo con respecto al horizontal desde la cara de la presa (20, 21) que quedará encarante a la zona de vaciado en la artesa refractaria a la cara que va a quedar orientada hacia la zona de salida.

11. Un estuche de piezas de conformidad con la reivindicación 10, en donde los agujeros (27, 28) están colocados a un ángulo de 30° a 60° con respecto a la horizontal .

12. Un estuche de piezas de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde la almohadilla (40) de impacto tiene una pared lateral (43) que se extiende hacia arriba que se extiende continuamente alrededor de su periferia, la pared lateral encierra un espacio (44) interior que tiene una abertura (45) superior para recibir la corriente de entrada, la abertura (45) superior tiene una dimensión larga y una dimensión corta perpendicular a la dimensión larga, quedando alineada la dimensión larga de la abertura con la dimensión larga de la artesa refractaria.