PT2845667E - Preparação de ácido biliar sintético - Google Patents

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PT2845667E PT131836744T PT13183674T PT2845667E PT 2845667 E PT2845667 E PT 2845667E PT 131836744 T PT131836744 T PT 131836744T PT 13183674 T PT13183674 T PT 13183674T PT 2845667 E PT2845667 E PT 2845667E
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Alexander Maranitsch
Sarah Kohler
Bernhard Spiess
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring

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Description

DESCRIgÄO "Fundo de panela de vazamento e panela de vazamento" 0 invento refere-se a um fundo de panela de vazamento que faz parte de urna panela de vazamento metalúrgica para tratar um metal fundido bem como a urna panela de vazamento metalúrgica correspondente.
Um tal fundo de panela de vazamento é feito de um corpo cerámico refractário que proporciona urna superficie superior, urna superficie inferior e um canal de vazamento que se prolonga entre a superficie superior e a superficie inferior. Como parte da panela de vazamento o fundo de panela de vazamento é montado dentro de urna extremidade de urna porgáo de parede correspondente, em que a parede se prolonga a partir da periferia externa do fundo de panela de vazamento. A panela de vazamento e o fundo de panela de vazamento sao, cada um, descritos de aquí em diante numa posigáo quando o fundo de panela de vazamento está disposto horizontalmente e na extremidade inferior da panela de vazamento.
Um metal fundido é vertido (fundido) na panela de vazamento através de urna extremidade superior aberta da panela de vazamento. 0 fluxo de metal atinge primeiro o fundo de panela de vazamento, antes de ser redirecionado para fluir ao longo da superficie superior do fundo de panela de vazamento e em diregáo ao canal de vazamento (bico de salda) que, em muitas aplicagdes, está fechado nesta etapa do processo de fundigáo por urna areia de enchimento para evitar a salda descontrolada do metal fundido. Durante esta etapa do processo de fundigáo surgem vários problemas, entre outros: - um considerável desgaste do material refractário ao longo da área de impacto quando o fluxo de metal atinge o material refractário; - a areia de enchimento, em particular qualquer material de enchimento saliente da superficie superior do fundo de panela de vazamento, é arrastada de forma incontrolável pelo fluxo fundido, provocando assim irregularidades e/ou defeitos na sequéncia de fundigáo seguinte.
Para resolver o problema do desgaste tém sido feitas numerosas propostas. Para reduzir tal desgaste é conhecida a utilizagáo de materials refractários para a dita área de impacto que sao menos propensos ao desgaste e/ou para proporcionar urna, assim chamada, almofada de impacto, discreta que fica disposta em cima da superficie de fundo superior. 0 documento US 4,746,102 descreve urna concegáo de furo de drenagem para urna panela de vazamento com um furo de drenagem de multi-diámetro e urna válvula que fecha o furo de drenagem no fundo. O documento nao publicado EP 13165484.0 descreve um fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagáo 1, além das características d) e e). O problema da areia de enchimento aínda nao foi resolvido. O material de enchimento provoca aínda problemas durante o tratamento de gás do fundido na panela de vazamento. Típicamente, tal gás de tratamento é introduzido no metal fundido através dos, assim chamados, tampöes de purga de gás (em Alemáo: Gasspülsteine), dispostos no fundo e/ou porgáo de parede da panela de vazamento, provocando turbulencias dentro do volume fundido. Novamente, a areia de enchimento é arrastada acidentalmente por estas turbulencias antes do vazamento comegar.
Isto é verdade em particular durante a chamada "agitagáo forte", que é definida por urn volume de gás > 40m3/h (típicamente 40 a 70m3/h) para urna panela de vazamento industrial que compreende 100000 a 300000 kg de metal fundido. A "Agitagáo suave" descreve um tratamento de gás com volumes de gás abaixo dos ditos 40m3/h, em particular volumes de 10 a 30m3/h.
Os problemas provocados pela descarga de gás aínda nao foram resolvidos.
Outra preocupagao é reduzir a quantidade de qualquer metal restante na panela de vazamento depois do vazamento (salda do metal fundido para instalagdes sucessivas). Típicamente, urna quantidade considerável de metal fundido permanece sobre o fundo de panela de vazamento, solidifica e tem de ser tratada antes do reenchimento da panela de vazamento.
Por conseguinte, o invento tem o objeto de proporcionar urna solugáo técnica para melhorar um ou mais dos seguintes problemas: - reduzir ou evitar o varrimento descontrolado (arrastamento) de tal areia de enchimento que se encontra disposta ao longo e muitas vezes em cima do canal de vazamento, que se prolonga da superficie superior do fundo de panela de vazamento em diregao a sua superficie inferior e instalagdes correspondentes como bicos/placas deslizantes etc; - reduzir o volume de qualquer metal fundido remanescente na panela de vazamento após a panela de vazamento ser despejada.
Durante investigagdes intensivas, incluindo modelagens com água e estudos matemáticos, verificou-se que vários fatores sao responsáveis pelas desvantagens mencionadas, entre outros: - a massa total do fundido e a velocidade do fundido. Numa panela de vazamento metalúrgica típica, que compreende 150000 a 250000 kg de ago fundido, o tempo de enchimento é de apenas cerca de 4 a 6 minutos; - as condigdes mais severas encontram-se no inicio do processo de fundigáo e durante o tratamento de gás do fundido na panela de vazamento; - o tamanho total do fundo de panela de vazamento e a distancia entre a área de impacto e o canal de vazamento; - o caminho e a diregáo do fundido no seu trajeto da área de impacto para o canal de vazamento.
Considerando estes e outros fatores, verificou-se que as desvantagens mencionadas podem ser pelo menos reduzidas pela utilizagäo de um fundo de panela de vazamento que compreenda as seguintes características: é feito de um corpo cerámico refractário com urna superficie superior, urna superficie inferior e um canal de vazamento que se prolonga entre a superficie superior e a superficie inferior; - que compreende urna caixa difusora, que é definida por urna secgao afundada da dita superficie superior, em que a dita caixa difusora é caracterizada pelas seguintes características: - está disposta a urna distancia de urna área superficial do fundo de panela de vazamento utilizada como urna área de impacto para um metal fundido vertido sobre o dito fundo de panela de vazamento; em particular se - estiver disposta a urna distancia de cada componente de purga de gás dentro do fundo de panela de vazamento; e/ou - tiver um degrau pelo menos ao longo do seu bordo voltado para a área de impacto, em que o dito degrau tenha urna altura vertical entre 40 e 200 mm; e/ou - tiver urna área horizontal mínima
urna área horizontal máxima
em que r = raio do fundo de panela de vazamento e r > 0,75 m com rmax = 2m para todos os fundos de panela de vazamento com um raio efetivo > 2 m e π = Pi = 3, 14 (de aquí em diante designada por fórmula I); e/ou - urna extremidade de entrada do dito canal de vazamento estiver disposta desfasada do degrau ao longo do seu bordo voltado para a área de impacto. A principal característica é a chamada caixa difusora. 0 termo "caixa difusora" implementa a sua tarefa principal, nomeadamente abrandar a velocidade do metal fundido no seu caminho para fora da panela de vazamento.
Sao possíveis melhorias consideráveis se esta caixa difusora for alterada de tal modo que compreenda mais urna reentráncia (secgáo afundada no fundo da caixa difusora). Esta transigáo (caixa difusora menor a seguir a urna caixa difusora maior na diregáo da salda de escoamento do metal fundido) pode ser repetida urna ou mais vezes, por exemplo, a reentráncia pode ser seguida novamente por um espago rebaixado que se prolonga a partir de parte da área de fundo ou da reentráncia, etc.
Por outras palavras: Em adigáo á caixa difusora (principal) (de tamanho arbitrário), tal como mencionado acima, estas concretizagdes sao caracterizadas por urna ou mais caixas difusoras adicionáis, dispostas como se segue (visto na diregáo do escoamento do fundido no seu caminho da panela de vazamento através do canal de vazamento para instalagdes subsequentes): - urna caixa difusora subsequente prolonga-se a partir do fundo (a sua superficie superior) da caixa difusora precedente; - urna caixa difusora subsequente (a jusante) tem secgáo transversal horizontal menor do que a precedente, o que significa que qualquer caixa difusora subsequente se prolonga apenas a partir de urna parte do fundo (superficie superior) da precedente. A dimensáo horizontal de qualquer secgáo afundada subsequente pode ser 10 a 90% ou 15 a 85% ou 20 a 80% da anterior. A dimensáo horizontal da secgáo mais profunda (a partir de onde a secgáo inferior do canal de vazamento comega) pode ser 10 a 50%, por exemplo 10 a 32% da caixa difusora principal.
Foi testemunhado que a parte predominante do fundido que resta na panela de vazamento segue as secgöes mais profundas dispostas sucessivamente em torno do canal de salda. Isto conduz inequívocamente a urna redugáo considerável do volume de metal fundido restante na panela de vazamento depois do vazamento/esvaziamento (em Alemäo: Pfannenabstich).
Por conseguinte, o invento refere-se - na sua concretizagäo mais geral - a um fundo de panela de vazamento feito de um corpo cerámico refractário com urna superficie superior, urna superficie inferior e um canal de vazamento que se prolonga entre a superficie superior e a superficie inferior, que compreende aínda urna caixa difusora, que se encontra definida por urna secgáo afundada da dita superficie superior, em que a dita caixa difusora é caracterizada pelas seguintes características: - está disposta a urna distancia horizontal de urna área superficial do fundo de panela de vazamento utilizada como urna área de impacto para um metal fundido vertido sobre o dito fundo de panela de vazamento; - define urna superficie superior secundária do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior; - urna reentráncia, que se prolonga a partir da dita superficie superior secundária em diregáo a superficie inferior do fundo de panela de vazamento e que define urna superficie superior terciária do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior secundária; em que - o canal de vazamento atravessa a dita caixa difusora e reentráncia. 0 canal de vazamento define um canal de salda para o metal fundido, isto é, urna vía de passagem ao longo da qual o fundido sai da panela de vazamento. Tendo em conta pelo menos duas caixas difusoras subsequentes de tamanho diferente, a secgáo superior do canal de vazamento é definida pelas ditas caixas difusoras (caixa difusora principal e reentráncia) e portanto, caracteriza-se por urna extremidade superior de secgäo transversal grande (a extensáo horizontal da caixa difusora), urna parte intermédia de secgäo transversal de tamanho médio (a reentráncia) e urna extremidade inferior de secgäo transversal pequeña. Por outras palavras: 0 canal de vazamento de acordo com o invento é caracterizado por urna parte superior em degrau e urna parte inferior convencional de secgäo transversal substancialmente constante.
Tal como mencionado acima, esta concegäo pode ser completada pela adigäo de urna ou mais secgöes afundadas dentro do tragado de fundo. Consequentemente, o fundo de panela de vazamento - entre outros - pode aínda compreender: um espago rebaixado, que se prolonga da dita superficie superior terciária em diregäo ä superficie inferior do fundo de panela de vazamento e que define urna superficie superior quaternária do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior terciária; em que - o canal de vazamento agora também penetra no espago rebaixado. "Superficies superiores secundárias, terciárias, quaternárias" definem a área de fundo das sucessivas secgöes afundadas da dita área de salda de escoamento.
Concretizagöes com urna, duas e tres secgöes afundadas sáo representadas e a seguir descritas nos desenhos em anexo e descrigáo correspondente.
Este conceito geral de depressöes em degrau, em que a depressáo mais baixa verticalmente (a jusante) é sempre de dimensáo menor (horizontal) do que a depressáo disposta verticalmente em cima (a montante), pode ser variada/completada por inúmeras características, entre outras: - pelo menos urna das superficies seguintes do fundo de panela de vazamento pode ser inclinada em relagäo á horizontal: superficie superior, superficie superior secundária, superficie superior terciária, superficie superior quaternária. 0 ángulo de inclinagáo pode ser relativamente baixo, com um valor inferior de i2 e um valor superior de 102 e intervalos preferidos entre 2 e 6°. A diregäo e o grau de inclinagáo podem variar entre as superficies superiores adjacentes/subsequentes verticalmente. Pode permanecer urna ou mais superficies superiores orientadas horizontalmente; - pelo menos urna das superficies seguintes do fundo de panela de vazamento pode ter um perfil tridimensional: superficie superior, superficie superior secundária, superficie superior terciária, superficie superior quaternária; - o perfil pode ser pelo menos urn do grupo que compreende: nervuras, botöes, prisma, depressáo, canal. Qualquer perfil macho ou fémea pode prolongar-se em diregäo a secgáo mais baixa orientada verticalmente do canal de vazamento, radialmente para o canal de vazamento, paralelo a urna ou mais tangentes da parte inferior do canal de vazamento ou paralelo á periferia externa da parte inferior do canal de vazamento, ou combinagdes dos mesmos. Perfis machos náo devem sobressair da correspondente altura vertical da correspondente caixa difusora, reentráncia e/ou espago rebaixado respectivamente, mas podem ser limitados a 2/3 da mesma; - pelo menos urna das superficies seguintes do fundo de panela de vazamento pode ter urna forma poligonal, circular ou oval: superficie superior secundária, superficie superior terciária, superficie superior quaternária. Em relagáo a urna forma rectangular a relagáo entre comprimento/largura pode ser - por exemplo - > 1,5 ou > 2,0 ou > 2,5 ou > 3,0. As mesmas relagdes aplicam-se a formas ovais em que o comprimento e largura sáo definidos pela distáncia mais comprida e mais curta entre secgöes opostas; - superficies superiores subsequentes do fundo de panela de vazamento podem ser dimensionadas de tal modo que qualquer superficie a jusante tenha urna área total que seja <80%, <60% ou mesmo <40% da superficie superior disposta a montante (em cima); - superficies superiores subsequentes do fundo de panela de vazamento säo dimensionadas de tal modo que fiquem desfasadas verticalmente, formando desse modo um degrau (S) pelo menos em volta de parte das suas respectivas periferias. Isto confere um perfil do tipo degrau ao longo das paredes externas das cavidades do fundo ao longo das quais o fundido f lui; - o invento proporciona um ou mais degraus ao longo desse caminho que o escoamento de metal toma depois de atingir a área de impacto e antes de entrar na secgáo inferior do canal de vazamento; - o termo "degrau" é definido como urna descontinuidade geométrica. Dois ángulos retos com as secgöes de superficie superior adjacentes descrevem o degrau ideal, embora possam ser aceites ligeiras variagöes (<+/- 30 graus, melhor <+/- 20 graus, aínda melhor <+/- 10 graus) sob condigöes técnicas.
Pelo menos parte de cada degrau pode também ser curva ou inclinada; - este degrau reduz significativamente a velocidade do fundido. A altura (vertical) dos degraus é ajustada de preferencia entre 20 e 200 mm, em que o limite superior pode ser definido também aos 160 mm, 150 mm, 140 mm, 125 mm ou mesmo a lOOmm, enquanto que a altura mínima pode ser definida também a 45 mm, 50mm, 55 mm ou 60 mm. Urna altura inferior a 20 mm nao influencia suficientemente a velocidade do metal fundido para proteger a areia de enchimento no canal de vazamento. Urna altura superior a 200 mm impede o efeito devido ao salpico excessivo; - este degrau pode prolongar-se ao longo de pelo menos parte da periferia da superficie inferior (a jusante), por exemplo, ao longo de pelo menos 50% ou >70%, >80%, >90%; - de acordo com urna concretizagäo a superficie superior secundária (área de fundo total da caixa difusora) tem urna área horizontal mínima de acordo com a fórmula I. Provou-se que estas dimensóes sao importantes; foram alcangados bons resultados com urna caixa difusora que descreve urna área horizontal que corresponde a 3,7 a 32,9% da área superficial superior total do fundo de panela de vazamento. 0 valor mínimo também pode ser definido em 5,8% enquanto o valor superior pode ser igual ou menor do que 25,5% da área superficial total do fundo de panela de vazamento; - provou-se ser importante dispor as secgóes afundadas (caixa difusora, reentráncia, espago rebaixado) desfasadas da área de impacto da panela de vazamento e desfasadas de quaisquer componentes de purga de gás; por outras palavras: próximo da parede de panela de vazamento, em que a parede de panela de vazamento pode fazer fronteira com urna ou mais das ditas secgóes afundadas parcialmente; - qualquer secgao afundada disposta a jusante (reentráncia, espago rebaixado etc.) deve proporcionar duas secgóes de parede comuns com qualquer secgao afundada a montante (reentráncia, caixa difusora) no máximo. A provisao e concegao da caixa difusora, reentráncia e/ou espago rebaixado, bem como quaisquer outras depressóes é importante para reduzir a energía cinética do metal fundido antes do fundido chegar á extremidade de entrada da secgao inferior do canal de vazamento e, assim, antes do fundido entrar em contacto com qualquer material de enchimento (areia de enchimento) dentro e/ou no topo do canal de vazamento. Também é importante reduzir turbulencias do fundido dentro da panela de vazamento durante o tratamento de purga de gás. A caixa difusora (superior) está disposta a urna distancia da área de impacto para reduzir o efeito de salpico em torno da área de impacto e proporcionar urna distancia suficiente entre a área de impacto e o canal de vazamento.
De acordo com urna concretizagáo, a distancia entre um ponto central ao longo da superficie superior da área de impacto e um ponto central ao longo da superficie superior da caixa difusora é cerca de 30 a 75% da máxima extensäo horizontal do fundo de panela de vazamento, com possiveis limites inferiores em 40, 45 ou 50% e possiveis limites superiores a 65 e 70%. Com o diámetro mínimo do fundo de panela de vazamento que é definido em l,5m sao obtidos bons resultados com distancias de 500 a 1200mm. Com o diámetro máximo considerado ñas fórmulas descritas que é fixado em 4m, mesmo em casos de um fundo de panela de vazamento com um diámetro efetivo > 4m, sao obtidos bons resultados com distáncias > 1500 mm para grandes fundos de panelas de vazamento. O "ponto central" da área de impacto pode ser definido como o ponto onde bate o eixo longitudinal central do fluxo de metal que fluí para a panela de vazamento. O ponto central da caixa difusora é o centro geométrico, o qual pode cair dentro da área definida pela extremidade inferior do canal de vazamento (no prolongamento vertical correspondente). A dimensáo geral descrita (em m2) da caixa difusora pode ser definida de acordo com a fórmula I, especialmente em casos sem mais secgóes afundadas. Em concegöes com um ou mais (n) secgóes afundadas, a dimensáo da caixa difusora mais acima é menos crítica. Os limites superior e inferior reconhecem a influencia da purga de gás durante um tratamento metalúrgico secundário de um fundido na panela de vazamento. Estes limites sao valiosos para a redugáo de turbulencias no espago definido pela caixa difusora e, especialmente, a seguir á sua superficie. Típicamente, a velocidade do metal fundido a seguir á superficie superior do fundo de panela de vazamento é até 0,3 m/s. Altas velocidades sao devidas a "agitagáo forte", valores mais baixos podem predominar durante a "agitagáo suave". Enquanto a Amax é influenciada principalmente pela "agitagáo suave", a Amin define a dimensáo preferida em caso de "agitagáo forte".
Por outras palavras: O fundido é típicamente tratado com gás na panela de vazamento por intervalos de "agitagáo suave" e "agitagáo forte". A tal ponto que a dimensáo total da caixa difusora é definida por ambas.
Nos casos em que a "agitagäo forte" domina a dimensáo total da área superficial da caixa difusora pode ser < (Am±n + Amax)/2, melhor o mais próximo possivel de Amin ao mesmo tempo que pode ser > (Am±n + Amax)/2 no caso da "agitagäo suave" prevalecer e, em seguida, tao próximo quanto possivel de Amax. Urna área superficial de exatamente (Am±n + Amax)/2 é um compromisso entre as duas alternativas. Resultados semelhantes podem ser alcangados com urna área superficial total da caixa difusora compreendida no intervalo de +/- 10% OU +/— 2 0 % de (Amin + Amax) / 2 .
No caso de "agitagäo forte" é aínda preferido proporcionar urna caixa difusora com urna altura do degrau na extremidade superior do intervalo descrito, especialmente >80 mm ou >100 mm.
Em todas as concretizagóes, a areia de enchimento é arrastada muito menos durante a purga de gás em comparagáo com as concegóes convencionais de fundos de panela de vazamento tal como mencionado acima.
Para reduzir o desgaste acidental do material de enchimento é aínda vantajoso manter urna distancia mínima entre qualquer componente de purga de gás e o canal de vazamento. De preferencia, nao existem componentes de purga/descarga de gás na área da caixa difusora e a distancia mínima é definida em correspondencia com a distancia mínima entre o ponto de impacto e o canal de vazamento. A tabela seguinte cita valores superiores e inferiores úteis da, assim chamada, superficie superior secundária da caixa difusora [em m2] :
Pode variar dependendo do número (1 ... n) de secgöes afundadas subsequentes, tal como a dita reentráncia e espago rebaixado. 0 valor máximo absoluto (Amax) pode ser fixado em 2,3m2, 2,2m2, 2,lm2 ou 2,0m2. A dimensáo total (Am±n) da caixa difusora também é importante para permitir que o metal fundido se distribua sobre a área difusora e, assim, abrande ainda mais. Amax é importante para permitir urna distancia (minima) suficiente entre a área de impacto (e/ou componente de purga de gás) e o canal de vazamento. 0 mesmo é verdade com relagäo a quaisquer outras secgöes afundadas a seguir a caixa difusora numa diregáo a jusante.
Finalmente, a posigáo dos espagos afundados sucessivos e a secgáo inferior do canal de vazamento influenciam o efeito desejado. Recomenda-se dispor o eixo vertical da secgáo inferior do canal de vazamento desfasado de quaisquer degraus e desfasado da parede de panela de vazamento.
No caso de um canal de vazamento com um diámetro de X mm (por exemplo: 40 mm), a distäncia minima entre a parte inferior do canal de vazamento e qualquer degrau correspondente deve ser 3X (por exemplo 120 mm) mas pode atingir 7X ou mais. O invento incluí urna panela de vazamento que compreende um fundo tal como mencionado acima. Ambos (panela de vazamento e fundo de panela de vazamento) sáo mostrados nos desenhos em anexo. O invento proporciona ainda urna concretizagáo caracterizada por urna saliéncia tipo represa entre a área de impacto e a caixa difusora a fim de reduzir ainda mais a velocidade do fundido que fluí ao longo da área de fundo a partir da dita área de impacto em diregáo á dita caixa difusora. Esta saliéncia prolonga-se, substancialmente, perpendicular a urna diregáo ao longo da qual o metal fundido correspondente irá fluir da área de impacto para a caixa difusora depois de atingir a área de impacto. Por outras palavras: O fundido é temporariamente parado em frente da saliéncia (barreira) e só pode prosseguir o seu escoamento depois de ter passado o dito obstáculo.
Outras características do invento podem derivar das sub-reivindicagóes e dos outros documentos de pedido. A dimensáo da caixa difusora pode ser definida alternativamente ou como urna condigáo adicional a fórmula I pela seguinte fórmula II: A área assim preferida da caixa difusora é caracterizada pela intersecgáo da fórmula I e fórmula II respectivamente.
Amin = X + 10/161 . ln [M]
Amax = 5y + 4/25 . ln [M] com x = 0,16 a 0,20 e y = 0,20 a 0,16 M = massa nominal do metal fundido na panela de vazamento associada (em 1000 kg) e Amin bem como Amax em metros quadrados (m2), com possíveis intervalos limitados: x = 0,16 a 0,17 e y = 0,20 a 0,19 x = 0,16 a 0,18 e y = 0,20 a 0,18.
Os desenhos em anexo representara esquemáticamente: na Fig. 1 urna panela de vazamento da técnica anterior numa vista em corte longitudinal e urna vista de cima; na Fig. 2 urna panela de vazamento com urna única caixa difusora numa vista em corte longitudinal e urna vista de cima; na Fig. 3 um corte longitudinal ampliado de urna forma ligeiramente diferente de urna caixa difusora com componentes adjacentes; na Fig. 4 a concretizagáo da Fig. 3 numa vista em corte transversal aínda mais esquemática; na Fig. 5 mais urna concretizagäo com urna reentráncia adicional numa vista de acordo com a Fig. 4; na Fig. 6 urna terceira concretizagäo com urna reentráncia adicional e um espago rebaixado adicional numa vista de acordo com a Fig. 4.
Sao utilizados os mesmos números para partes que proporcionam as mesmas características ou pelo menos semelhantes. A panela de vazamento da Fig. 1 tern um fundo circular que se prolonga horizontalmente 10 com urna superficie horizontal superior 10o e urna superficie horizontal inferior lOu. Urna parede de panela de vazamento substancialmente cilindrica 12 prolonga-se para cima a partir da periferia externa 10p do fundo de panela de vazamento 10. Urna extremidade superior aberta da panela de vazamento é simbolizada pelo número 14. É mostrado um fluxo de metal pela seta M, que entra na panela de vazamento pela sua extremidade aberta 14, fluindo verticalmente para baixo antes de embater na área de impacto lOi da superficie superior 10o do fundo de panela de vazamento 10.
Pelo menos parte do fluxo de metal continua o seu escoamento (seta F) em diregäo a um canal de vazamento 16 disposto desfasado da área de impacto lOi, cujo canal de escoamento 16 vai desde a superficie superior 10o até á superficie inferior lOu.
Tal como mostrado na Fig. 1, o dito canal de vazamento 16 está preenchido com urna, assim chamada, areia de enchimento FS e urn cone de areia SC pode ser visto no topo do canal 16. 0 material de enchimento mantém o metal fundido fora do canal durante o enchimento da panela de vazamento. Serve para evitar o vazamento involuntário quando a panela de vazamento for cheia. Pelo que tem urna fungáo importante dentro do processo de fundigáo.
Numa panela de vazamento anterior de acordo com a Fig. 1 a areia SC pode ser arrastada pelo fluxo de fundido (seta F), provocando sérias incertezas e riscos no processo de fundigáo seguinte. Este material de enchimento é aínda arrastado pelo menos parcialmente no caso de um tratamento de gás do fundido por tampöes de purga de gás, um dos quais é mostrado e representado por GP. A concegáo da panela de vazamento de acordo com a Fig. 2, 3 proporciona urna caixa difusora DB ao redor da parte superior do dito canal de vazamento 16 e desfasada (a urna distancia da) da dita área de impacto lOi. A caixa difusora DB é caracterizada por um recesso dentro da superficie superior 10o, isto é, urna secgáo afundada em relagáo ás áreas adjacentes da superficie superior 10o e, deste modo, proporciona um degrau S ao longo da fronteira (limítrofe, periferia) B da dita caixa difusora DB. A secgáo de superficie superior da caixa difusora DB é referida de aquí em diante como superficie superior secundária lOod. A parte vertical do dito degrau S forma um ángulo reto em relagáo a ambas as secgöes adjacentes da superficie de fundo superior 10o e superficie superior secundária lOod. A caixa difusora DB tem urna superficie superior secundária lOod principalmente rectangular. Está disposto um bico de pogo 18 (em Alemäo: Lochstein) na porgáo de fundo lOd da caixa difusora DB. A abertura através do centro do dito bico de pogo 18 define urna parte inferior do canal de vazamento 16, enquanto a própria caixa difusora DB define a parte superior alargada do canal de vazamento 16.
Um bico interno 20 - conhecido per se - está disposto a jusante dentro da parte inferior do dito bico de pogo 18, seguido de urna maneira convencional por urna porta deslizante com placas deslizantes 24, 26 e um bico externo 22. A parte inferior do canal de vazamento 16 é cheia com areia de enchimento FS, incluindo urn cone de areia SC em cima do bico de pogo 18 - semelhante á Fig.l -.
As dimensoes da dita caixa difusora DB sao como se segue : - altura h do degrau S: 100 mm; - comprimento: 1370 mm, largura: 1085 mm; - diámetro d do canal de vazamento 16 ao longo dos bicos 2 0, 2 2: 8 0 mm; distancia entre urn ponto central CP1 da área de impacto lOi (ao longo da superficie superior 10o) e um ponto central CP2 ao longo da superficie superior secundária da caixa difusora DB: 2200 mm; - diámetro interno do fundo de panela de vazamento 10: 3530 mm. O fluxo fundido M embate na área de impacto lOi (com CP1 que é o ponto de embate central) de urna forma convencional mas a sua velocidade é, entáo, abrandada no seu caminho para a secgáo inferior do canal de vazamento 16 pela dita caixa difusora DB e especialmente pelo dito degrau S, o qual ao mesmo tempo redireciona o fluxo fundido M duas vezes (Fig. 3: F, F' , F' ' ) .
Por este meio, o material de enchimento FS é protegido de ser arrastado para fora até que a panela de vazamento seja cheia mais ou menos completamente e o canal de vazamento 16 aberto de urna maneira convencional. O material de enchimento permanece mais ou menos intacto e no seu lugar, mesmo em caso de um tratamento de gás (convencional) do fundido a medida que o fundido que entáo roda "transborda" da dita área da dita caixa difusora até urna extensáo considerável com urna velocidade consideravelmente reduzida. Um dos vários tampöes de purga de gás, instalado no fundo de panela de vazamento 10 é mostrado como GP. A distáncia entre o seu eixo central longitudinal e CP2 é 1020 mm. A Fig. 3 mostra uma caixa difusora DB disposta de forma desfasada da parede de panela de vazamento 12, isto é, com um degrau S e linha de fronteira/periferia B a prolongar-se circunferencialmente. Incluí aínda uma característica opcional de uma barreira em forma de uma nervura R em frente do dito degrau S e/ou em frente do canal de vazamento 16 (visto na diregäo do escoamento F do metal fundido MS) para reduzir aínda mais a velocidade do fundido. Por conseguinte, a dita barreira está disposta perpendicularmente a uma linha reta entre CP 1 e CP 2, sendo a diregäo principal do fundido no seu percurso da área de impacto lOi para a parte inferior do canal de vazamento 16 simbolizada pelas setas F, F' , F' ' .
Esta barreira pode ser substituida por uma ou mais formas salientes, incluindo: secgöes de superficie ondulada, represas, prismas ou semelhantes. A Figura 4 representa a concretizagáo da Fig. 3 de um modo mais esquemático para melhorar a ilustragáo e a comparagáo com as concretizagdes das Figuras 5, 6. 0 fundo de panela de vazamento 10 da Fig. 5 difere do fundo da Fig. 4 pelas seguintes características: a superficie superior secundária lOod (a superficie de fundo da caixa difusora DB) incluí mais uma secgáo afundada, chamada de aquí em diante de reenträncia IN; esta reenträncia IN tem uma secgáo transversal horizontal menor que a caixa difusora DB e prolonga-se a uma distancia dos degraus periféricos S da caixa difusora DB, proporcionando assim degraus adicionáis S2 e uma superficie superior terciária lOoi; a secgáo inferior do canal de vazamento 16 agora prolonga-se a partir da dita superficie superior terciária lOoi para baixo.
Na concretizagáo da Fig. 6, a reenträncia IN é seguida (numa diregäo a jusante do escoamento de metal F) por um espago rebaixado RS, que proporciona desse modo uma superficie superior quaternária lOor, outros degraus S3 em 3 lados (o 42 estando nivelado com o degrau S2 adjacente) e uma secgäo transversal horizontal mais pequeña do que a da reenträncia IN. Enquanto a secgäo superior do canal de vazamento 16 é definida pelos espagos ocos da caixa difusora DB, reenträncia IN e espago rebaixado RS, a sua parte inferior agora prolonga-se a partir do espago rebaixado RS para baixo.
Nesta concretizagao, a superficie superior terciária lOoi tem urna inclinagáo de 42 com a horizontal.
Todas as concretizagöes säo caracterizadas por vários desvíos do fluxo de metal no seu caminho para a parte inferior do canal de vazamento 16, proporcionada pelas ditas secgöes afundadas (caixa difusora DB, reenträncia IN, espago rebaixado RD, respectivamente) e os seus degraus correspondentes S, S2, S3, reduzindo deste modo a velocidade do fundido e permitindo a salda quase completa de qualquer fundido restante da panela de vazamento.
Lisboa, 2015-10-27

Claims (13)

  1. REIVINDICAgÖES
    1 - Fundo de panela de vazamento feito de um corpo cerámico refractário com urna superficie superior (10o), urna superficie inferior (lOu) e um canal de vazamento (16) que se prolonga entre a superficie superior (10o) e a superficie inferior (lOu), que compreende aínda urna caixa difusora (DB), que se encontra definida por urna secgáo afundada da dita superficie superior (10o), em que a dita caixa difusora (DB) é caracterizada pelas seguintes características: a) está disposta a urna distancia horizontal de urna área superficial (10o) do fundo de panela de vazamento utilizada como urna área de impacto (10i) para um metal fundido vertido sobre o dito fundo de panela de vazamento; b) define urna superficie superior secundária (lOod) do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior (lOu); c) em que a superficie superior secundária (lOod) tem urna área horizontal mínima
    e urna área horizontal máxima
    em que r = raio do fundo de panela de vazamento e r > 0,75 m com rmax = 2m para todos os fundos de panela de vazamento com um raio efetivo > 2m; d) urna reenträncia (IN), que se prolonga da dita superficie superior secundária (lOod) para a superficie inferior (lOu) do fundo de panela de vazamento e que define urna superficie superior terciária (lOoi) do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior secundária (lOod), em que e) o canal de vazamento (16) atravessa a dita caixa difusora (DB) e reenträncia (IN).
  2. 2 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagao 1, que compreende ainda: a) um espago rebaixado (RS) , que se prolonga da dita superficie superior terciária (lOoi) para a superficie inferior (lOu) do fundo de panela de vazamento e que define urna superficie superior quaternária (lOor) do fundo de panela de vazamento, verticalmente por baixo da superficie superior terciária (lOoi), em que b) o canal de vazamento (16) passa também através do dito espago rebaixado (RS).
  3. 3 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, em que pelo menos urna das seguintes superficies do fundo de panela de vazamento está inclinada em relagao a horizontal: superficie superior (10o), superficie superior secundária (lOod), superficie superior terciária (lOoi), superficie superior quaternária (lOor).
  4. 4 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, em que pelo menos urna das seguintes superficies do fundo de panela de vazamento tern um perfil tridimensional: superficie superior (10o), superficie superior secundária (lOod), superficie superior terciária (lOoi), superficie superior quaternária (lOor).
  5. 5 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 4, em que o perfil é pelo menos urn do grupo que compreende: nervuras, botöes, prisma, depressáo, canal.
  6. 6 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, em que pelo menos urna das seguintes superficies do fundo de panela de vazamento tem urna forma poligonal, circular ou oval: superficie superior secundária (lOod), superficie superior terciária (lOoi), superficie superior quaternária (lOor).
  7. 7 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1, em que as superficies superiores adjacentes (10o, lOod, lOoi, lOor) do fundo de panela de vazamento säo dimensionadas de tal modo que a superficie superior (lOor, lOoi, lOod), que fica mais próxima da superficie inferior (lOu) do fundo de panela de vazamento, tenha urna área total < 60% da superficie (lOoi, lOod, 10o) disposta em cima.
  8. 8 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, em que superficies superiores adjacentes (10o, lOod; lOod, lOoi; lOoi, lOor) do fundo de panela de vazamento se encontram verticalmente desfasadas em 20 a 200 mm, formando-se assim um degrau (S) pelo menos em volta de parte das suas respectivas periferias.
  9. 9 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 8, em que o degrau (S) se prolonga ao longo de pelo menos 50% da periferia da mais inferior das ditas superficies superiores (lOod, lOoi, lOor).
  10. 10 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, em que a caixa difusora (DB) descreve urna área horizontal que corresponde a 3,7 a 32,9% da área superficial superior total (10o) do fundo de panela de vazamento.
  11. 11 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, com urna distäncia entre um ponto central (CP1) ao longo da superficie superior da área de impacto (lOi) e um ponto central (CP2) ao longo da superficie superior (lOod) da caixa difusora (DB) que é 30 a 75% da extensäo horizontal máxima do fundo de panela de vazamento.
  12. 12 - Fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 ou 2, com urna distäncia entre um eixo longitudinal central de um tampäo de purga de gás (GP) disposto no fundo de panela de vazamento (10) e um ponto central (CP2) ao longo da superficie superior (lOod) da caixa difusora (DB) que é 30 a 75% da extensäo horizontal máxima do fundo de panela de vazamento.
  13. 13 - Panela de vazamento metalúrgica com um fundo de panela de vazamento de acordo com a reivindicagäo 1 e opcionalmente em combinagáo com as características de urna ou mais das reivindicagdes 2 a 12. Lisboa, 2015-10-27
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