ES2209733T3 - Barra de tapon. - Google Patents
Barra de tapon.Info
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Abstract
Barra de tapón con un cuerpo de barra de tapón (10) cilíndrico que comprende un material de trabajo resistente al fuego, que contiene carbón, de tal modo que el cuerpo de barra de tapón (10) comprende una pieza de base (12), para acoger una barra de guía y, por su extremo libre, presenta una sección (14) en forma de tetón, caracterizada porque la sección (14) en forma de tetón está realizada de un material de trabajo resistente al fuego diferente del material de la pieza de base (12), de modo que se extiende una superficie límite (18) entre la sección (14) en forma de tetón y la pieza de base (12) a lo largo de la totalidad de la sección transversal del cuerpo de barra de tapón (10) y la sección (14) en forma de tetón está realizada de un material de trabajo resistente al fuego, cuyo contenido en carbono quema, durante una cochura oxidante por encima de 900ºC, al menos en una zona (20) próxima a la superficie.
Description
Barra de tapón.
La invención se refiere a una barra de tapón,
estructurada como tapón monobloque, para la regulación de la
descarga de recipientes de fusión metalúrgicos.
Una barra de tapón de este tipo,
conocida por ejemplo a partir del documento EP 0 721 388 B1,
comprende un cuerpo de barra de tapón cilíndrico realizado en un
material de trabajo resistente al fuego, que contiene carbono,
estando dicho cuerpo de barra de tapón formado por una pieza de
base, para acoger una barra de guía y, por su extremo, con una
sección en forma de tetón (en forma de caperuza).
Con la ayuda de dicha barra de guía se retira el
tapón monobloque en su dirección axial de una abertura de descarga
correspondiente en el recipiente metalúrgico, tan pronto como el
baño de metal fundido debe verterse, es decir bajar al orificio de
descarga y ser obturado respecto de éste, en la medida en que el
flujo de baño de metal fundido deba ser reducido o
interrumpido.
Para evitar la erosión en la zona del tetón de la
barra de tapón por parte de la masa fundida que se derrama, el
documento GB-A-2 095 612 propone
fabricar un tapón monobloque armado mediante compresión isostática
con lo cual únicamente la sección en forma de tetón está formada
por un material de trabajo resistente al fuego que contiene
circonio.
Al mismo tiempo es conocido que mediante
reacciones químicas se puede producir, en la zona de descarga, una
denominada formación de incrustación la cual atasca la zona de
descarga y dificulta una regulación del flujo de masa fundida hasta
hacerla imposible.
Para evitar estos problemas, el documento EP 0
721 388 B1 propone una barra de tapón de este tipo en la cual el
cuerpo de barra de tapón está recubierto, total o parcialmente, con
una capa que contiene del 4 al 9% en peso de carbono y al menos un
agente auxiliar de sinterización, debiendo estar la capa
superficial obturada y ser impermeable a los gases tras una cochura
por encima de 1.000ºC. El grosor de la capa se indica con menos de
10 mm. Según un ejemplo de realización, la capa está limitada a la
sección en forma de tetón de la barra de tapón.
Una barra de tapón de este tipo resulta difícil
de fabricar, en especial cuando debe ser comprimida
isostáticamente, como se propone en el documento EP 0 721 388 B1,
dado que dicha capa superficial se puede confeccionar, en la zona de
la sección en forma de tetón, únicamente con dificultad en una
matriz correspondiente. Además, se puede producir fácilmente el
desprendimiento de la capa durante la utilización.
La invención se plantea por lo tanto el problema
de mejorar una barra de tapón del tipo mencionado con vistas a que
se pueda fabricar mediante un procedimiento sencillo, impida de
forma fiable la formación de dicha incrustación y haga posible una
utilización sin problemas como órgano de regulación en recipientes
de fusión metalúrgicos.
La idea fundamental de la invención consiste en
formar, en lugar de una capa de protección únicamente en la zona
superficial de la sección en forma de tetón, toda la sección en
forma de tetón con otro material de trabajo resistente al fuego
diferente del de la pieza de base, con lo cual se forma una
superficie límite entre la sección en forma de tetón y la pieza de
base a lo largo de toda la sección transversal de la barra de
tapón.
De este modo se puede fabricar la barra de tapón
en su totalidad de forma sencilla, por ejemplo prensar, cargando
primero el material de trabajo de la sección en forma de tetón en
el molde y llenado a continuación el molde con el material de
trabajo de la pieza de base, antes de que se inicie el ciclo de
extrusión. Con el ciclo de extrusión se produce entonces, a lo
largo de la totalidad de la sección transversal del cuerpo de barra
de tapón, una conexión de los materiales de trabajo que interactuan
de la pieza de base y la sección en forma de tetón.
Otra idea esencial de la invención consiste en
formar la sección en forma de tetón con un material de trabajo
resistente al fuego, cuyo contenido en carbono, para una cochura
oxidante por encima de 900ºC, se quema al menos en una zona próxima
a la superficie. Dicho con otras palabras: a pesar de que la
totalidad de la sección en forma de tetón esté realizada de uno y
el mismo material de trabajo que contienen carbono se forman, tras
la cochura, zonas diferentes en la sección de tetón, es decir una
parte interior, la cual continúa conteniendo carbono y una parte
exterior, que recubre toda la sección en forma de tetón, que está
ahora libre de carbono.
Gracias a que la sección en forma de tetón y la
pieza de base están opuestas a lo largo de toda la superficie de
sección transversal del cuerpo de barra de tapón, se elimina
cualquier riesgo de un desprendimiento de la capa superficial libre
de carbono de la pieza en forma de tetón.
Otra optimización se puede lograr gracias a que
la sección en forma de tetón esté sin esmaltar, con lo cual se
refuerza la combustión del carbono en la zona superficial.
Por el contrario, la pieza de base puede estar
esmaltada superficialmente, con lo cual ésta obtiene globalmente
una mayor resistencia mecánica y resistencia química.
La sección en forma de tetón puede estar
realizada de un material de trabajo con un contenido en carbono
< 10% en peso. Para conseguir una dilatación térmica reducida,
es útil la elección de un material de trabajo para la sección en
forma de tetón a base de mullita de circonio, donde el contenido en
mullita de circonio es superior al 50% en peso. A la mezcla de
material de trabajo se le pueden añadir óxidos resistentes al fuego
y/o agentes auxiliares de sinterización. De este modo, el material
de trabajo para la sección en forma de tetón puede contener entre
un 5 y un 20% en peso de nitruro de silicio.
Como se ha mencionado, la pieza de base está
realizada de otro tipo de material resistente al fuego, por ejemplo
un material de trabajo con un contenido en carbono > 20% en
peso, donde el contenido en carbono puede llegar también hasta el
35% en peso. El material de base de dicho material de trabajo está
realizado, por ejemplo, de óxido de aluminio y/o corindón, es decir
componentes que contienen óxido de aluminio, a los cuales se pueden
añadir de nuevo agentes auxiliares de sinterización en proporciones
que, usualmente, están por debajo del 8% en peso.
Las indicaciones anteriores se refieren a una
barra de tapón no cocida. Según una forma de realización, la barra
de tapón debe estar formada de tal manera que, tras una cochura
oxidante por encima de 900ºC, presente una capa superficial libre de
carbono de la sección en forma de tetón con un espesor de al menos
4 mm, estando el espesor (grosor) de esta capa comprendido,
típicamente, entre 4 y 10 mm, partiendo de un diámetro del cuerpo
de barra de tapón cilíndrico de al menos 300 mm, y pudiendo estar el
diámetro también claramente por encima de este valor.
Otras características de la invención resultan de
las características de las reivindicaciones subordinadas así como de
la restante documentación de la solicitud.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle sobre la base de un ejemplo de realización. Al mismo
tiempo, la figura única muestra - en representación esquemática -
una sección longitudinal a través de una barra de tapón según la
invención.
Al mismo tiempo, el signo de referencia 10
describe una barra de tapón en su conjunto, que comprende una pieza
de base 12 y una sección final 14 libre estructurada en forma de
tetón (en forma de caperuza).
Desde el extremo superior de la pieza de base 12
discurre, en posición central, una escotadura 16 axial que es apta
para acoger una barra de guía metálica (no representada).
El material de trabajo de la pieza de base 12
comprende un 95% en peso de corindón y grafito, estando el resto
constituido por un agente auxiliar de sinterización.
Con el signo de referencia 18 se designa una
superficie límite circular entre la pieza de base 12 y la sección
14 en forma de tetón.
La sección 14 en forma de tetón consta de un
material de trabajo en base a mullita de circonio y contiene,
además de un 15% en peso de nitruro de silicio y un 5% de grafito,
asimismo un 5% en peso de agente auxiliar de sinterización.
La barra de tapón representada fue cocida a
aproximadamente 1.000ºC de forma oxidante con la consecuencia de que
una zona superficial, representada con el signo de referencia 20,
de aprox. 5 mm de grosor, de la sección 14 en forma de tetón está
ahora libre de carbono, mientras que el núcleo 22 cercado de la
sección 14 en forma de tetón continua conteniendo carbono.
La formación integral de la sección 14 en forma
de tetón mediante la superficie límite 18 con la pieza de base 12
conduce a una conexión íntima de las secciones 12, 14 comprimidas
juntas y - tras la cochura - a una formación asimismo integral de
una capa superficial 20, asimismo libre de carbono, en la zona de
la sección 14 en forma de tetón.
Claims (8)
1. Barra de tapón con
- 1.1
- un cuerpo de barra de tapón (10) cilíndrico que comprende un material de trabajo resistente al fuego, que contiene carbón, de tal modo que
- 1.2
- el cuerpo de barra de tapón (10) comprende una pieza de base (12), para acoger una barra de guía y, por su extremo libre, presenta una sección (14) en forma de tetón,
caracterizada
porque
- 1.3
- la sección (14) en forma de tetón está realizada de un material de trabajo resistente al fuego diferente del material de la pieza de base (12), de modo que se extiende una superficie límite (18) entre la sección (14) en forma de tetón y la pieza de base (12) a lo largo de la totalidad de la sección transversal del cuerpo de barra de tapón (10) y
- 1.4
- la sección (14) en forma de tetón está realizada de un material de trabajo resistente al fuego, cuyo contenido en carbono quema, durante una cochura oxidante por encima de 900ºC, al menos en una zona (20) próxima a la superficie.
2. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su sección (14) en forma de tetón está
sin esmaltar.
3. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su pieza de base (12) está esmaltada
superficialmente.
4. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su sección (14) en forma de tetón
comprende un material de trabajo con un contenido en carbono <
10% en peso.
5. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su sección (14) en forma de tetón
comprende un material de trabajo a base de mullita de circonio.
6. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su pieza de base (12) comprende un
material de trabajo con un contenido en carbono > 20% en
peso.
7. Barra de tapón según la reivindicación 1,
caracterizada porque su pieza de base (12) comprende un
material de trabajo a base de óxido de aluminio y corindón.
8. Barra de tapón según la reivindicación 1, con
una capa superficial (20), sin carbono tras una cochura oxidante
por encima de 900ºC, de la sección (14) en forma de tetón con un
espesor de al menos 4 mm.
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