PT2172290E - Bico imerso - Google Patents

Description

DESCRICAO

Bico imerso 0 invento refere-se a um bico imerso para a metalurgia ferrosa, em particular à produção de lingotes através da fundição continua na metalurgia ferrosa.

Este tipo de bico imerso é conhecido no estado da arte a partir do documento DE 24 42 915. Esta publicação revela um tubo de vazamento gue tem duas saidas na sua parte inferior, de onde se escapa o metal fundido. As saidas estão voltadas na direcção de uma parede de impacto que tem a forma de um tubo, isto é, com o topo e fundo abertos. Os eixos das saidas estão dirigidos fazendo um ângulo com a parede de impacto, em determinadas situações de utilização. Assim, o metal fundido à saida do tubo de fundição é dirigido, principalmente, numa direcção preferida, pelo que surgem os remoinhos no fluxo do metal fundido que afectam negativamente o tempo de vida operacional do tubo de vazamento.

Durante a fundição continua do aço, uma tarefa técnica importante é a destruição da consistência na formação de dendrite na primeira fase de cristalização do aço num molde. A utilização de um bico imerso para a transferência de aço de uma panela de vazamento intermédia para o molde é conhecida a partir da descrição de um processo de fundição continuo (ver patente RU 2165825, B 22 D41/50, publicada em 27.04.2001, Mb 12) . A principal desvantagem do bico imerso conhecido assenta no facto da técnica implementada neste caso se referir, em maior ou menor grau, à fundição de aço em peças em bruto com uma baixa relação B:h, em que h é a altura da secção da peça em 1 bruto e B é a largura da secção da peça em bruto. Assim, a utilização do bico imerso conhecido não é eficiente na fundição continua de aço resultando na produção de lingotes se B >> h. É conhecida a descrição de um bico imerso para a fundição continua de aço (ver patente RU 2148469, B 22 D 11/10, publicada em 10.05.2000, j/b 13) na gual a direcção do fluxo do metal é alterada à medida gue este deixa um bico imerso com fundo fechado e entra num molde, e o metal é encaminhado para os cantos de um molde guadrado através da sarda dos canais laterais. As seguintes desvantagens são inerentes ao bico imerso conhecido: o jacto de metal gue deixa os canais laterais do bico embate directamente nas paredes do molde, o gue não é desejável porgue aumenta a possibilidade de destruição de uma película de sinterização em formação do metal cristalizado, e verifica-se o risco de uma entrada acidental de metal; o metal não enrola no molde, o gue exclui uma influência activa em dendrites formadas durante a cristalização, reduz a qualidade da peça em bruto; assim, o bico imerso destina-se a ser usado apenas para a fundição de peças em bruto quadradas. É conhecido um bico imerso compreendendo um fundo e canais de saída laterais, localizados em forma de leque numa direcção circunferencial, com deslocamento e curvatura dos seus eixos longitudinais relativamente ao eixo longitudinal do bico, na parte inferior (ver patente RU 2167031, B 22 D 41/50, publicada em 20.05.01, Ns 14).

As desvantagens que eliminam a total implementação das tarefas, que surgem no lingotamento contínuo de placas, são inerentes ao bico imerso conhecido. Estas desvantagens são como segue: a concepção do bico não exclui uma força de contacto directa dos jactos de aço que deixam o bico com as paredes do molde, o que é extremamente indesejável tomando em consideração 2 as condições de cristalização do metal; a concepção dos canais laterais de saida no bico elimina uma cobertura intensiva do volume de aço, localizada por baixo do nivel destes canais, por rotação. Assim, a cobertura da maior parte do metal quente no molde por rotação é dificil. É conhecido um bico imerso para o lingotamento continuo de placas de uma panela de vazamento intermédia para o molde compreendendo um fundo, canais laterais e uma aba fixa à parte inferior do bico por cima dos canais laterais de saida, na parte inferior (ver patente RU 2236326 com data de prioridade 04.11.2002) .

Com base num conjunto das caracteristicas essenciais, o bico imerso especificado é o mais parecido com o proposto, pelo que é considerado a técnica anterior. 0 bico imerso conhecido tem uma desvantagem essencial, que assenta no facto de não poder ser usado efectivamente no lingotamento continuo de placas se B >> h, uma vez que neste caso a coverage do aço a granel, contido no molde, é eliminada por rotação. A proposta de enrolamento do aço fornecido ao molde usando dois bicos imersos com as abas, enrolando o aço como engrenagens engatadas, examinada na patente em consideração, é eficiente em situações de desvios menores de B/h (máximo 2,5 ... 3) que não são caracteristicos das dimensões principais de lingotamento continuo de placas se B/h tiver um valor de 4,4 ... 7,4 e acima.

Assim, um objectivo do presente invento consiste em proporcionar um bico imerso que possa eliminar as desvantagens vulgares bem conhecidas no estado da arte.

De acordo com o presente invento, o bico imerso compreendendo um fundo, canais laterais e uma aba fixa à parte inferior do bico por cima dos canais laterais de saida, é 3 caracterizado por a aba ser constituída por duas superfícies lisas paralelas que são facilmente acopladas com os bordos por meio de superfícies cilíndricas, e o bico está localizado no centro da aba e tem dois canais laterais idênticos opostos com um eixo longitudinal comum formando um ângulo agudo com a superfície lisa paralela da aba, caracterizado por o ângulo agudo α ser superior a 20° e inferior a 45° (20° < α < 45°) O bico imerso proposto está isento das desvantagens especificadas do bico conhecido. A utilização do bico proposto proporciona o enrolamento do aço a granel e o fornecimento no estado enrolado para o volume do molde proporcionando a produção de lingotes fundidos em contínuo na gama total das dimensões principais, isto é, com uma relação B/h >> 3. O resultado técnico é conseguido devido ao facto de, de acordo com a proposta, a aba no bico imerso compreendendo o fundo, canais laterais e a aba fixa à parte inferior do bico por cima dos canais laterais de saída ser formada por duas superfícies lisas paralelas que são facilmente acopladas aos bordos por meio de superfícies cilíndricas, o bico estando localizado no centro da aba e tendo dois canais laterais idênticos opostos com um eixo longitudinal comum fazendo um ângulo agudo com as superfícies lisas paralelas da aba. Além disso, o ângulo agudo é igual a 20 ... 45°. O bico imerso proposto está ilustrado pelos desenhos nas figuras 1-4. A figura 1 ilustra o bico imerso num corte longitudinal; a figura 2 ilustra o corte ao longo da linha A-A da figura 1; a figura 3 ilustra o corte ao longo da linha B-B do bico imerso com a aba da figura 1 e a sua localização relativamente ao molde durante a operação; a figura 4 ilustra o arranjo dos 4 bicos imersos se existirem alguns e a sua localização relativamente ao molde durante a operação. 0 bico imerso 1 (figuras 1 e 2), fundo de bico 2, abertura 3 para o escoamento de metal quente da panela de vazamento intermédia para o molde, aba 4 fixa à parte inferior do bico, dois canais laterais idênticos 5 e 6 (figura 3) que estão opostos e têm um eixo longitudinal comum 7. A aba é puxada ao longo do seu corte (figura 3) até que sejam formadas duas superfícies lisas paralelas 8 e 9, facilmente acopladas aos bordos por superfícies cilíndricas 10 e 11, e raios R igual à metade da distância H entre superfícies lisas paralelas 8 e 9 (figura 3) . 0 eixo longitudinal 7 forma o ângulo agudo α (figura 3) com as superfícies 8 e 9. O valor do ângulo α é considerado igual a 20 ... 45°. O bico imerso (bicos) é instalado num molde da lingotes 12 (figuras 3 e 4).

Se α < 20°, um aumento da distância L desde a saída de metal do canal lateral até à superfície paralela (figura 4) provoca uma subida assinalável na perda da quantidade de movimento do fluxo de metal quente que sai dos canais laterais, resultando numa diminuição do binário no fluxo que encontra a superfície lisa da aba, isto é, a rotação do escoamento de metal para fora da aba para o volume do molde comum diminui.

Se α > 45°, um componente do escoamento de metal quente que sai dos canais laterais ao longo das superfícies lisas 8 e 9 da aba diminui assinalavelmente, pelo que o binário da rotação do metal na aba e, seguidamente, no volume do molde comum, diminui.

Assim, em ambos os casos (a < 20° e a > 45°), a eficiência da utilização da aba para enrolamento do metal fornecido num estado enrolado para o volume do molde diminui. 5

Quando se aplica o bico imerso proposto nos processos de lingotamento contínuo grande (com uma elevada relação B/h), são usados poucos bicos imersos, e os eixos longitudinais 7 dos canais laterais de diferentes bicos estão localizados uns voltados para os outros: 7' e 7" (figura 4). Assim, durante a fundição contínuo de aço é implementada a técnica do enrolamento do escoamento de aço, tal como engrenagens engatadas conhecidas a partir da patente RU 2236226.

Finalmente, a aplicação do bico imerso proposto permite a utilização máxima do efeito do enrolamento do escoamento de metal no volume restrito do molde (por baixo da aba) e a alimentação de metal no estado enrolado para o volume do molde no lingotamento contínuo de placas. A informação mencionada acima, contribui, por seu lado, para a criação do ambiente para uma mistura de aço exaustiva no volume de molde com um impacto minimo no menisco metálico, elimina quase totalmente o escoamentos de aço intensivos na direcção longitudinal (em altura) do metal em cristalização, evita que o jacto de metal embata na película de sinterização em cristalização do metal. Um conjunto dos efeitos especificados derivados da utilização do bico imerso proposto cria as condições necessárias e suficientes para a execução com qualidade, do lingotamento contínuo de placas.

Lisboa, 25 de Junho de 2012. 6

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Bico imerso compreendendo um fundo, canais laterais e uma aba fixa à parte inferior do bico por cima da sarda dos canais laterais, caracterizado por a aba ser constituída por duas superfícies lisas paralelas que são facilmente acopladas com os bordos por meio de superfícies cilíndricas, e o bico está localizado no centro da aba e tem dois canais laterais idênticos opostos com um eixo longitudinal comum formando um ângulo agudo com a superfície lisa paralela da aba, caracterizado por o ângulo agudo cx ser superior a 20° e inferior a 45° (20° < α < 45°). Lisboa, 25 de Junho de 2004. 1