BRPI0804739B1 - coquilha resfriada por líquido para o lingotamento contínuo de metais - Google Patents
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Abstract
coquilha esfriada por líquido para a fundição contínua de metais. a presente invenção refere-se a coquilha esfriada por líquido para a fundição contínua de metais, compreendendo placas de coquilha (2) de cobre ou de uma liga de cobre, e placas de adaptador (3), nas quais as placas de coquilha (2) são fixadas por meio de pinos de fixação (12). as placas de coquilha (3), adicionalmente aos pinos de fixação (12), estão acopladas às placas de adaptador (3) por meio de chapas de fixação (19) dispostas nas suas regiões de cabeça e pé (20, 21).
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COQUILHA RESFRIADA POR LÍQUIDO PARA O LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE METAIS". A presente invenção refere-se a uma coquilha resfriada por líquido para o lingotamento contínuo de metais, compreendendo placas de coquilha de cobre ou de uma liga de cobre, e placas de adaptador, nas quais as placas de coquilha são fixadas por meio de pinos de fixação.
Faz parte do estado da técnica, produzir placas de coquilhas de cobre a partir de blocos de Cu maciços, em especial quando as placas de coquilha são parte integrante de uma placa do lado largo de uma coquilha tipo beam blank. Uma coquilha tipo beam blank serve para a produção em escala industrial de um perfil em T duplo que depois da fundição é processado pela técnica de laminação. Por meio de processamento com levantamento de aparas dos blocos de Cu são geradas a geometria da face de fundição e também a geometria do canal de refrigeração. As placas de coquilha têm uma parede muito grossa. Em virtude desse princípio de construção e de produção, as possibilidades de configurar a geometria da fenda de refrigeração de acordo com as exigências, são limitadas. Além disso, dilatações térmicas das áreas na proximidade da face de fundições que surgem como conseqüência da entrada de calor através da liga de metal, são impedidas por causa da parede grossa e da execução rígida da placa da coquilha, o que aumenta a carga operacional nas regiões próximas à face de fundição.
Devido ao fato de que até agora a placa de coquilha de cobre, via de regra, tinha uma parede grossa, sendo que pinos de fixação para unir a placa de coquilha à placa de adaptador tipicamente são maiores do que M 16, não houve dificuldades para manter distâncias maiores entre os pinos de fixação. No contexto do uso de placas de coquilha de paredes mais finas, por causa da profundidade de aparafusar limitada dos pinos de fixação, somente podem ser usados pinos de fixação que são inferiores ou igual a M 16. Devido às solicitações das placas de coquilha durante o lingotamento contínuo na forma de dilatações térmicas, pressão da água de refrigeração, forças de aperto, de escoramento entre a placa de coquilha e a placa de a- daptador e do espaço limitado para a fixação da placa de coquilha na placa de adaptador surge especialmente nas regiões de cabeça e do pé da placa do lado largo o problema de garantir uma fixação com forma estável da placa de coquilha de parede fina.
Também é prejudicial o escoramento convencional da placa de coquilha e da placa de adaptador por meio de pinos de fixação por causa da vedação necessária da placa de coquilha contra a placa de adaptador, uma vez que uma vedação precisa ser colocada ao redor dos pinos de fixação. Além disso, pinos de fixação dispostos na área da margem produzem regiões adicionais não-refrigeradas ou mal refrigeradas da placa de coquilha. Finalmente, no caso de uma coquilha tipo beam blank, a geometria especial de uma placa do lado largo na região das passagens arredondadas entre os lados e a nervura central, por um lado, ou os lados e os flanges no lado da borda, por outro lado, dificulta as coisas mais ainda. Neste caso precisam ser transmitidas grandes forças de pressão, mas sem ter o espaço suficiente para um número suficiente de pinos de fixação. A presente invenção tem a tarefa de criar uma coquilha, em especial uma coquilha tipo beam blank para o lingotamento contínuo de metais, onde uma placa de coquilha de parede fina, em particular nas suas regiões de cabeça e pé problemáticas, possa ser unida sem erro a uma placa de adaptador.
Esta tarefa é solucionada por uma coquilha onde as placas de coquilha, adicionalmente aos pinos de fixação, estão acopladas às placas de adaptador por meio de chapas de fixação dispostas nas suas regiões de cabeça e pé.
De acordo com a presente invenção, a placa de coquilha e a placa de adaptador nas suas regiões de cabeça e pé são acopladas uma com a outra de modo dirigido por meio de chapas de fixação. A junção da placa de coquilha com a placa de adaptador ocorre, portanto, na base de uma combinação de pinos de fixação em si conhecidos, por um lado, e de chapas de fixação novas nas regiões de cabeça e pé da placa de coquilha e da placa de adaptador, por outro lado. Nisso, as chapas de fixação são fir- memente unidas à placa de adaptador. O acoplamento das chapas de fixação à placa de coquilha, em contrapartida, é realizado de tal modo que as chapas de fixação não permitem nenhum movimento da placa de coquilha em direção ao espaço oco do molde da coquilha. Porém, a placa de coquilha pode dilatar-se em direção transversal e vertical, a fim de minimizar as tensões do material que surgem durante o lingotamento contínuo devido à carga térmica da placa de coquilha. No contexto da presente invenção é especialmente vantajoso que devido às chapas de fixação seja garantida uma refrigeração otimizada, de toda a superfície da placa de coquilha até as regiões de cabeça e pé imediatas. A coquilha é em especial uma coquilha tipo beam blank, sendo que a placa de coquilha, de preferência, é parte integrante de uma placa do lado largo da coquilha tipo beam blank. A coquilha também pode ser uma coquilha de desbastes planos ou de desbastes planos finos. A junção da placa de coquilha à placa de adaptador por meio de chapas de fixação nas regiões de cabeça e pé permite também que vedações retas sejam passadas na proximidade imediata das chapas de fixação, sem que elas sejam prejudicadas pelos pinos de fixação usualmente dispostos neste lugar. De preferência, as vedações estão embutidas em ranhuras da placa de adaptador e encostam-se ao lado traseiro da placa de coquilha.
Os pinos de fixação engrenam preferencialmente em assentos tipo platô em forma de ilhas que no lado traseiro da placa de coquilha se projetam pelo menos parcialmente para dentro da fenda de refrigeração entre a placa de coquilha e a placa de adaptador, e possuem uma configuração aerodinâmica adaptada à direção de fluxo do agente de refrigeração.
Os custos de produção da placa do lado largo de acordo com a presente invenção são claramente mais baixos do que na produção convencional. Além disso, podem ser usados materiais de cobre de resistências maiores, tais como CuAg, CuCrZr, CuCoBe ou CuNiBe. A placa de coquilha tanto pode ser produzida a partir do material pleno como também pode ser produzida de chapa pré-moldada.
Com vantagem, as chapas de fixação engrenam com saliências de grandes superfícies em desbastes no nado de cabeça e pé da placa de adaptador. Além disso, elas podem ser aparafusadas com a placa de adaptador e também podem ser acopladas no lado da borda com a placa de co-quilha por meio de formações de macho e fêmea. Nisso, é vantajoso que tanto na região da cabeça como na do pé sejam previstas respectivamente duas chapas de fixação. Isto facilita não somente sua montagem e sim, também a desmontagem das chapas de fixação em virtude das grandes tensões geradas na placa de coquilha durante a operação.
Considerando o fato de que as chapas de fixação engrenam com saliências em desbastes no lado de cabeça e pé da placa de adaptador, elas encontram uma fixação segura e por causa disso constituem um encontro sem erro para a fixação da placa de coquilha termicamente condicionada, limitadamente móvel.
Neste contexto é especialmente vantajoso que a placa de coquilha na região de cabeça e pé possui ranhuras longitudinais onde engrenam as chapas de fixação com molas no lado da borda.
De preferência, as ranhuras longitudinais são limitadas, por um lado, por bulbos de borda da placa de coquilha e, por outro lado, por nervuras formadas no seu lado traseiro. Esta realização é especialmente favorável à formação de uma placa de coquilha de parede fina.
Também é adequado que as nervuras na região das faces frontais laterais da placa de coquilha tomem um percurso inclinado para seu lado traseiro.
De acordo com um aperfeiçoamento, as molas nas chapas de fixação são formadas devido a desbastes internos das chapas de fixação que se sobrepõem às nervuras na placa de coquilha e réguas vizinhas das nervuras na placa de adaptador, contribuindo dessa forma ao acoplamento sem falhas de placa de coquilha e placa de adaptador. A fim de absorver em duas direções, nas passagens arredondadas dos lados para os flanges no lado da extremidade da placa de coquilha, as forças que agem na placa de coquilha, e a fim de permitir ao mesmo tempo um movimento em direção vertical e transversal, sem influenciar negati- vamente a dissipação do calor nestas regiões, é previsto que no lado traseiro da placa de coquilha, ao longo das passagens arredondadas convexas dos lados que seguem a nervura central para os flanges no lado da borda, sejam previstas réguas de deslize que se estendem verticalmente, isto é, em direção de fundição, ao passo que analogamente às réguas de deslize da placa de coquilha no lado de refrigeração da placa de adaptador na região das gargantas, estejam dispostas réguas de fixação que se estendem verticalmente entre os flanges no lado da borda e os lados inclinados, isto é, em direção de fundição. Estas réguas de deslize e réguas de fixação permitem um pequeno deslocamento da placa de coquilha, sendo que na região das faces de contato com as placas transversais da placa do lado largo , as réguas de deslize apoiam de tal modo a placa de coquilha que através das forças de aperto não pode ocorrer nenhuma deformação de placa de coquilha nestas regiões.
Também é vantajoso que as réguas de deslize sejam parte integrante inteiriça da placa de coquilha.
As réguas de fixação apropriadamente são fixadas de modo destacável em ranhuras do lado de refrigeração da placa de adaptador.
De acordo com um aperfeiçoamento vantajoso, as chapas de fixação prevista na região do pé podem ser dotadas no lado frontal das molas com chanfraduras. A chanfradura prevista na região do pé da placa de coquilha no lado de fundição impede que nesta área o fluxo de aço encosta-se à placa de coquilha. Desse modo, a passagem de calor é reduzido e evitado que a vedação entre a placa de coquilha e a placa de adaptador seja prejudicada devido ao grande aquecimento da placa de coquilha. A seguir, a presente invenção é explicada detalhadamente com a ajuda de exemplos de execução ilustrados nos desenhos. Eles mostram: A figura 1 mostra em perspectiva uma placa do lado largo de uma coquilha tipo beam blank, visto do lado de fundição. A figura 2 mostra em perspectiva e visto do lado de fundição uma placa de coquilha da placa do lado largo. A figura 3 mostra em perspectiva o lado traseiro da placa de co-quilha da figura 2. A figura 4 mostra em perspectiva a placa do lado largo da figura 1 com a placa de coquilha retirada. A figura 5 mostra em ilustração ampliada o recorte V da figura 4. A figura 6 mostra uma seção transversal vertical através da ilustração da figura 1 ao longo da linha VI - VI, visto em direção das setas Via. A figura 7 mostra em uma ilustração ampliada o recorte VII da figura 6. A figura 8 mostra em ilustração ampliada o recorte VIII da figura 6. A figura 1 mostra uma placa do lado largo 1 para uma coquilha tipo beam blank, refrigerada por líquido, não-mostrada detalhadamente, para o lingotamento contínuo de metais. Duas placas do lado largo 1 formam juntas com placas do lado estreito, também não-mostradas detalhadamente, o espaço oco de molde da coquilha tipo beam blank. A placa do lado largo 1 é composta por uma placa de coquilha 2 de parede fina e uma placa de adaptador 3 de parede grossa que porta a placa de coquilha 2 (vide também as figuras 6 a 8).
Como é evidente das figuras 2 e 3, a placa de coquilha 2 compreende uma nervura 4 central, lados 5 inclinados que seguem a nervura 4 e flanges 6 no lado final. As passagens 7, 8 da nervura 4 para os lados 5 e dos lados 5 para os flanges 6 são arredondadas.
No lado traseiro 9 da placa de coquilha 2 encontram-se assentos tipo platô 10 em forma de losango que servem para a fixação das buchas roscadas onde podem ser aparafusados os pinos de fixação 12, visíveis nas figuras 4 e 5, para unir a placa de coquilha 2 à placa de adaptador 3.
Da figura 3 também é evidente que no lado traseiro da 9 da placa de coquilha 2, ao longo das passagens 8 arredondadas convexas dos lados 5 para o flange 6 são previstas réguas deslizantes 13 verticais. As réguas deslizantes 13 são parte inteiriça da placa de coquilha 2. Porém, neste caso elas se estendem sobre cerca de 80 % da altura da placa de coquilha 2.
Na borda superior e inferior da placa de coquilha 2 estendem-se nervuras 14 no lado traseiro 9 transversal mente à direção de deslize que terminam diagonalmente na região das faces frontais 15 laterais da placa de coquilha 2 para seu lado traseiro da 9 . Como fica evidente ao se observar juntas as figuras 3 e 6 a 8, as nervuras 14 delimitam juntas com reforços de borda 16 da placa de coquilha 2 ranhuras longitudinais 17. Nas ranhuras longitudinais 17 engrenam molas 18 que estão dispostas no lado da borda de chapas de fixação 19 visíveis nas figuras 1 e 4 a 8. As chapas de fixação 19 estão adaptadas à configuração da placa do lado largo 1. Respectivamente duas chapas de fixação 19 estão previstas na região de cabeça e pé 20, 21 da placa do lado largo 1 que no plano transversal central vertical da placa do lado largo 1 entram em contato uma com a outra.
As chapas de fixação 19 engrenam com saliências 22 em des-bastes 23, 24 no lado de cabeça e pé da placa de adaptador 3 e são apara-fusadas na placa de adaptador 3, como se pode ver nas figuras 1,4 e 5. No exemplo de execução são previstos cinco parafusos 25 para cada chapa de fixação 19. As molas 18 nas chapas de fixação 19 são formadas pelos des-bastes 26 internos das chapas de fixação 19 que se sobrepõem sobre as nervuras 14 na placa de coquilha 2 e réguas 27 vizinhas às nervuras 14 na placa de adaptador 3.
Na região das nervuras 14 e das réguas 27 encontram-se vedações 29 inseridas em ranhuras 28 da placa de adaptador 3. Também é evidente da figura 6 que entre a placa de coquilha 2 e a placa de adaptador 3 é prevista uma fenda de refrigeração 30 para conduzir o agente de refrigeração. Os dutos de alimentação 31 para o agente de refrigeração são evidentes nas figuras 6 a 8.
Em analogia às réguas deslizantes 13 da placa de coquilha 2 estão dispostas no lado de refrigeração 32 da placa de adaptador 3 (figuras 4 e 5) na região das gargantas 33 entre os flanges 34 no lado da borda e os lados 35 inclinados réguas de fixação 36 que se estendem verticalmente. As réguas de fixação 36 estão fixadas de modo destacável em ranhuras 37 do lado de refrigeração 32 da placa de adaptador 3.
As figuras 1, 3 e 8 mostram que na região do pé 21 da placa de coquilha 2 no lado de fundição 39 está prevista uma chanfradura 40.
Também nas chapas de fixação 19 previstas na região do pé 21 encontram-se chanfraduras 38 nas molas 18.
Listagem de Referência 1 Placa do lado largo 2 Placa de coquilha 3 Placa de adaptador 4 Nervura de 2 5 Lado de 2 6 Flanges de 2 7 Passagens de 4 para 5 8 Passagens de 5 para 6 9 Lado traseiro de 2 10 Assento tipo platô 11 Buchas roscadas em 10 12 Pinos de fixação 13 Réguas deslizantes 14 Nervuras em 2 15 Faces frontais de 2 16 Reforços de borda de 2 17 Ranhuras longitudinais 18 Molas em 19 19 Chapas de fixação 20 Região de cabeça de 1,2, 3 21 Região do pé de 1, 2, 3 22 Saliências em 19 23 Desbaste superior em 3 24 Desbaste inferior em 3 25 Parafusos para 19 26 Desbastes em 19 27 Réguas em 3 28 Ranhuras em 3 29 Vedações em 28 30 Fenda de refrigeração 31 Dutos de alimentação para 30 32 Lado de refrigeração de 3 33 Gargantas 34 Flanges de 3 35 Lado de 3 36 Réguas de fixação em 3 37 Ranhuras em 33 38 Chanfraduras em 19 39 Lado de fundição de 2 40 Chanfradura em 39 REIVINDICAÇÕES
Claims (13)
1. Coquilha resfriada por líquido para o lingotamento contínuo de metais, compreendendo placas de coquilha (2) de cobre ou de uma liga de cobre, e placas de adaptador (3), nas quais as placas de coquilha (2) são fixadas por meio de pinos de fixação (12), caracterizada pelo fato de que as placas de coquilha (2), adicionalmente aos pinos de fixação (12), estão acopladas às placas de adaptador (3) por meio de chapas de fixação (19) dispostas nas suas regiões de cabeça e pé (20, 21).
2. Coquilha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a placa de coquilha (2) é parte integrante de coquilhas de des-baste plano ou de desbaste plano fino, ou parte integrante de uma placa do lado largo (1) de uma coquilha tipo beam blank.
3. Coquilha de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que as chapas de fixação (19) engrenam com saliências (22) em desbastes (23, 24) no lado de cabeça e pé da placa de adaptador (3).
4. Coquilha de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que as chapas de fixação (19) são acopladas à placa de coquilha (2) por meio de junções de macho e fêmea (17, 18).
5. Coquilha de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a placa de coquilha (2) na região da cabeça (20) e na região do pé (21) possui ranhuras longitudinais (17) onde engrenam as chapas de fixação (19) com molas (18) no lado da borda.
6. Coquilha de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que as ranhuras longitudinais (17) são delimitadas, por um lado, por reforços de borda (16) da placa de coquilha (2) e, por outro lado, por nervuras (14) formadas no seu lado traseiro da (9).
7. Coquilha de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as nervuras (14) na região das faces frontais laterais (15) da placa de coquilha (2) terminam de modo inclinado no seu lado traseiro da (9).
8. Coquilha de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que as molas (18) são formadas nas chapas de fixação (19) por causa de desbastes internos (26) das chapas de fixação (19) que se sobre- põem sobre as nervuras (14) na placa de coquilha (2) e as réguas (27) vizinhas das nervuras (14) na placa de adaptador (3).
9. Coquilha de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a placa de coquilha (2) possui uma nervura central (4), lados (5) que seguem a nervura central (4), e flanges (6) que seguem os lados (5) no lado da borda, sendo que entre os lados (5) e os flanges (6) se encontram passagens (8) arredondadas, sendo que a placa de coquilha (2), no seu lado traseiro (9) na região das passagens (7) possui réguas deslizantes (13) que se estendem em direção de fundição, ao passo analogamente às réguas deslizantes (13) da placa de coquilha (2) em um lado de refrigeração (32) da placa de adaptador (3) na região de gargantas (33) entre os flanges (34) no lado da borda e os lados inclinados (35) são dispostas réguas de fixação (36) que também se estendem em direção de fundição.
10. Coquilha de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as réguas deslizantes (13) são parte integrante inteiriça da placa de coquilha (2).
11. Coquilha de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada pelo fato de que as réguas de fixação (36) são fixadas de modo destacável em ranhuras (37) do lado de refrigeração (32) da placa de adaptador (3).
12. Coquilha de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que as chapas de fixação (19) previstas na região do pé (21) possuem no lado frontal molas (18) e chanfraduras (38).
13. Coquilha de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o lado de fundição (39) da placa de coquilha (2) possui uma chanfradura (40) na região do pé (21).
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