ES2277610T3 - Tubo de coquilla para la colada continua de metales. - Google Patents
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Abstract
Tubo de coquilla para la colada continua de metales, cuya pared (2) del tubo posee un contorno (3) interior con forma de "Beam-Blank" con transiciones (6) redondeadas entre zonas (9) de pared, que limitan, por un lado, una zona (7) de brida y, por otro, una zona (8) de tabique, pudiendo ser enfriado el contorno (3) interior de manera indirecta con un medio (KW) de enfriamiento aportado desde el exterior, al mismo tiempo, que en la pared (2) del tubo se prevén canales (4) de enfriamiento, que se extienden en su dirección longitudinal, caracterizado porque la separación (A) entre dos canales (4) de enfriamiento mutuamente adyacentes en las transiciones (6) es menor que la separación (B) en las restantes zonas (9) de pared.
Description
Tubo de coquilla para la colada continua de
metales.
El invento se refiere a un tubo de coquilla
según las características del preámbulo de la reivindicación 1 para
la colada continua de metales.
Para disipar el calor, que se produce en la
colada continua de metales se conoce el montaje de un tubo de
coquilla en una envolvente conductora de agua. Para ello es preciso
cuidar, que, debido a las dimensiones interiores de la envolvente
conductora de agua, por un lado, y a las dimensiones exteriores del
tubo de coquilla, por otro, se forme una ranura exactamente
definida desde el punto de vista termotécnico, por la que el agua
de enfriamiento circule de abajo hacia arriba, recoja el calor
generado y lo evacue. Si se utiliza un tubo de coquilla con formato
"Beam-Blank", también es necesario, que el
contorno interior de la envolvente conductora de agua se
corresponda con el contorno exterior de un formato de esta
clase.
La disipación del calor por medio de agua de
enfriamiento es determinada fundamentalmente por la velocidad del
agua en la ranura entre el tubo de coquilla y la envolvente
conductora de agua. Si embargo, esta ranura aumenta con cada
recalibrado de un tubo de coquilla, debido al desgaste producido por
el uso y debido a la reducción consiguiente del grueso de pared del
tubo de coquilla. El aumento de la ranura de agua está ligado a una
reducción de la velocidad del agua y, por lo tanto, a una reducción
de la disipación de calor.
A través del documento GB 954 719 se conoce el
procedimiento de proveer las coquillas para colada continua de
metales con taladros de enfriamiento, que se extiendan tanto en la
dirección longitudinal, como también en la dirección transversal
del tubo de coquilla. En los tubos de coquilla con formato
"Beam-Blank" surge, sin embargo el problema de
que los taladros de enfriamiento transversales a la extensión
longitudinal sólo pueden ser realizados con un coste elevado en los
tubos de coquilla. Además, con las formas especiales del formato
"Beam-Blank" se producen cargas térmicas
locales extremas en las transiciones entre los elementos de pared,
que limitan, por un lado, una zona de brida y, por otro, una zona de
tabique. Estas cargas térmicas locales dan lugar, en el caso de
relaciones geométricas desfavorables de las transiciones, a un
sobrecalentamiento del tubo de coquilla y a una reducción drástica
de su vida útil.
El invento se basa -partiendo de este estado de
la técnica- en el problema de crear un tubo de coquilla para la
colada continua de metales, que posea una vida útil mejorada y en el
que se eviten los sobrecalentamientos locales.
Una primera solución del problema reside en las
características de la reivindicación 1.
De acuerdo con las características de la
reivindicación 1, la separación entre dos canales de enfriamiento
mutuamente adyacentes en las transiciones es menor que la separación
de los canales de enfriamiento adyacentes en las restante zonas de
pared.
A ello está ligado en primer lugar el que se
puede prescindir fundamentalmente de una envolvente conductora de
agua adaptada al tubo de coquilla tubular. Esta reducción manifiesta
del coste de construcción es especialmente visible en una tubo de
coquilla con formato "Beam-Blank".
Con la disipación del calor a través de los
canales de enfriamiento en la pared del tubo ya no se producen
condiciones de disipación de calor variables. La cantidad de
recalibrados no influye en el rendimiento de enfriamiento.
Los canales de enfriamiento pueden emerger
fundamentalmente en todas las zonas de pared en los lados frontales
de la pared del tubo. En estas zonas también es posible, para el
montaje correcto y la hermetización segura de un tubo de coquilla
después del recalibrado, la realización de soldaduras, que, después
del recalibrado se mecanizan hasta la nueva medida.
Cuando los canales de enfriamiento se proveen de
una sección transversal redonda, se obtiene la ventaja adicional al
curvar el tubo de coquilla para obtener un formato
"Beam-Blank" de que las secciones transversales
de muchos canales de enfriamiento son deformadas ovaladamente y
ello en el sentido de que las zonas de la superficie se agrandan
hacia el canal de colada, de manera, que se puede prever una mayor
disipación del calor.
Una segunda solución se halla en las
características de la reivindicación 2. Según ella, también es
posible prever canales de enfriamiento únicamente en las
transiciones redondeadas, mientras que las restantes zonas de pared
así como las transiciones redondeadas se pueden enfriar por medio de
una envolvente conductora de agua adaptada al contorno exterior de
la pared del tubo. En esta solución no se atraviesa con taladros de
enfriamiento la totalidad de la pared del tubo. Por el contrario,
sólo existen taladros de enfriamiento en aquellas zonas en las que
los sobrecalentamientos locales darían lugar a una reducción de la
vida útil del tubo de coquilla. Por combinación de una envolvente
conductora de agua con canales de enfriamiento practicados en las
transiciones redondeadas del tubo se pueden evitar los
sobrecalentamientos locales en las transiciones redondeadas y
aumentar la vida útil del tubo de coquilla.
De acuerdo con las características de la
reivindicación 3 también es posible prever una envolvente conductora
de agua y al mismo tiempo taladros de enfriamiento, tanto en las
transiciones redondeadas, como también en las restantes zonas de
pared del tubo, siendo la separación de dos canales de enfriamiento
mutuamente adyacentes en las transiciones menor que la separación
en las restantes zonas de pared.
Los canales de enfriamiento previstos en las
transiciones se pueden extender desde el lado frontal superior de
la pared del tubo hasta aproximadamente hasta la mitad de la altura
de la pared del tubo. Con ello se consigue una disipación de calor
más intensa en las zonas de pared con esfuerzos térmicos grandes
(reivindicación 4).
De acuerdo con la reivindicación 5 se prevé, que
en el contorno exterior de la pared del tubo se dispongan entradas
de medio de enfriamiento y salidas de medio de enfriamiento
conectadas con los canales de enfriamiento. Estas se pueden prever
de manera especialmente ventajosa a la mitad de la altura en el
contorno exterior de la pared del tubo (reivindicación 6). Para la
configuración de un sistema de canales de enfriamiento se cierran
los canales de enfriamiento mecanizados desde los lados frontales de
las paredes del tubo y se comunican entre sí por medio de canales
de unión.
Para el enfriamiento del tubo de coquilla es
fundamentalmente posible conectar las entradas de medio de
enfriamiento y las salidas de medio de enfriamiento a un circuito
cerrado separado. Sin embargo, el medio de enfriamiento, que
circula entre la pared del tubo y la envolvente conductora de agua,
también puede circular ventajosamente por los canales de
enfriamiento y encargarse de una disipación intensa del calor en las
zonas expuestas de esfuerzos térmicos mayores (reivindicación 7).
Para facilitar el paso del medio de enfriamiento de la ranura entre
la envolvente conductora de agua y la pared del tubo en los canales
de enfriamiento se pueden prever en el contorno exterior de la
pared del tubo y/o en la envolvente conductora de agua medios de
conducción adecuados, que dirijan la corriente del medio de
enfriamiento hacia los canales de enfriamiento.
Las características según el invento se
manifiestan de manera especialmente ventajosa en una tubo de
coquilla con una sección transversal con forma de doble T según la
reivindicación 8.
El tubo de coquilla es con preferencia de cobre
o de una aleación de cobre.
El invento se describirá con detalle en lo que
sigue por medio de un ejemplo de ejecución representado en el
dibujo. En él muestran:
La figura 1, en una perspectiva, la parte final
superior de un tubo de coquilla con formato
"Beam-Blank".
La figura 2, en otra perspectiva, el tubo de
coquilla de la figura 1 en una representación algo alargada.
La figura 3, la parte final superior de un tubo
de coquilla con formato "Beam-Blank" según otra
forma de ejecución.
Con 1 se designa en las figuras 1 y 2 un tubo de
coquilla con formato "Beam-Blank".
El tubo 1 de coquilla posee una sección
transversal con forma de doble T con un espesor D constante en todo
el contorno.
El contorno 3 interior del tubo de coquilla
determina la sección transversal del cordón colado.
Para disipar el calor, que se produce durante la
colada, se disponen en la pared 2 del tubo canales 4 de
enfriamiento, que se extienden sobre toda la longitud L del tubo 1
de coquilla y que, según la flecha KW pueden ser recorridos de
abajo arriba por agua de enfriamiento. Esto significa, que los
canales 4 de enfriamiento terminan en los lados 5 frontales de la
pared 2 del tubo, siendo visible únicamente un lado 5 frontal.
Los canales 4 de enfriamiento se practican en la
pared 2 del tubo con una operación de taladrado, que tiene lugar
antes de curvar el tubo 1 de coquilla. Con el curvado se pueden
deformar entonces los canales 4 de enfriamiento en parte con forma
ovalada, de manera, que se forman zonas de superficie mayores hacia
el contorno 3 interior, con lo que se mejora la disipación de
calor.
El contorno 3 interior especial del tubo 1 de
coquilla posee transiciones 6 redondeadas entre, por un lado, una
zona 7 de brida y, por otro, zonas 9 de pared, que limitan una zona
8 de tabique. La separación A entre dos canales 4 de enfriamiento
mutuamente adyacentes en las transiciones 6 es menor que la
separación B en las restantes zonas 9 de pared.
Mientras que en los ejemplos de ejecución de las
figuras 1 y 2 los canales 4 de enfriamiento atraviesan los tubos 1
de coquilla en toda su longitud L, también cabe imaginar, que los
canales 4 de enfriamiento previstos en las transiciones 6 se
extiendan desde el lado 5 frontal superior del tubo hasta
aproximadamente la mitad de la altura de la pared 2 del tubo. Estos
canales 4 de enfriamiento pueden estar unidos en sus lados frontales
superiores para formar un circuito cerrado de enfriamiento y ser
alimentados con un medio de enfriamiento a través de entradas de
medio de enfriamiento y de salidas de medio de enfriamiento
dispuestas a la mitad de la altura de la pared 2 del tubo.
Adicionalmente se puede encapsular el tubo 1 de
coquilla en una envolvente conductora de agua adaptada al contorno
10 exterior de la pared 2 del tubo, de manera, que el tubo 1 de
coquilla esté rodeado en su totalidad por una ranura de
enfriamiento recorrida por un medio de enfriamiento.
La figura 3 muestra en una perspectiva algo
distinta otra forma de ejecución del tubo 11 de coquilla con un
contorno 12 interior con formato "Beam-Blank",
que posee igualmente transiciones 6 redondeadas entre, por un lado,
una zona 14 de brida y, por otro, zonas 16 de pared, que limitan una
zona 15 de tabique. En este ejemplo de ejecución sólo se prevén
taladros 4 de enfriamiento en las zonas 13 de transición. La
totalidad del tubo 11 de coquilla está encapsulada, de manera no
representada con detalle, en una envolvente conductora de agua
adaptada al contorno 17 exterior de la pared 18 del tubo, a través
de la que se enfrían tanto las restantes zonas 16 de pared, como
también las zonas 13 de transición provistas de taladros 4 de
enfriamiento.
- 1.
- Tubo de coquilla
- 2.
- Pared del tubo de 1
- 3.
- Contorno interior de 1
- 4.
- Canales de enfriamiento
- 5.
- Lados frontales de 2
- 6.
- Transiciones entre 7 y 8
- 7.
- Zona de brida
- 8.
- Zona de tabique
- 9.
- Zonas de pared
- 10.
- Contorno exterior de 1
- 11.
- Tubo de coquilla
- 12.
- Contorno interior de 11
- 13.
- Transiciones entre 14 y 15
- 14.
- Zona de brida
- 15.
- Zona de tabique
- 16.
- Zona de pared de 18
- 17.
- Contorno exterior de 18
- 18.
- Pared del tubo
\vskip1.000000\baselineskip
- A
- Separación
- B
- Separación
- D
- Espesor de 2
- L
- Longitud de 1
- KW
- Agua de enfriamiento.
Claims (8)
1. Tubo de coquilla para la colada continua de
metales, cuya pared (2) del tubo posee un contorno (3) interior con
forma de "Beam-Blank" con transiciones (6)
redondeadas entre zonas (9) de pared, que limitan, por un lado, una
zona (7) de brida y, por otro, una zona (8) de tabique, pudiendo ser
enfriado el contorno (3) interior de manera indirecta con un medio
(KW) de enfriamiento aportado desde el exterior, al mismo tiempo,
que en la pared (2) del tubo se prevén canales (4) de enfriamiento,
que se extienden en su dirección longitudinal, caracterizado
porque la separación (A) entre dos canales (4) de enfriamiento
mutuamente adyacentes en las transiciones (6) es menor que la
separación (B) en las restantes zonas (9) de pared.
2. Tubo de coquilla para la colada continua de
metales, cuya pared (18) del tubo posee un contorno (12) interior
con forma de "Beam-Blank" con transiciones (13)
redondeadas entre zonas (16) de pared, que limitan, por un lado,
una zona (14) de brida y, por otro, una zona (15) de tabique,
pudiendo ser enfriado el contorno (12) interior de manera indirecta
con un medio (KW) de enfriamiento aportado desde el exterior, al
mismo tiempo, que en la pared (18) del tubo se prevén canales (4)
de enfriamiento, que se extienden en su dirección longitudinal,
caracterizado porque los canales (4) de enfriamiento sólo se
prevén en las transiciones (13) redondeadas y que las restantes
zonas (16) de pared así como las transiciones (13) redondeadas
pueden ser enfriadas por medio de una envolvente conductora de agua
adaptada al contorno (17) exterior de la pared (18) del tubo.
3. Tubo de coquilla según la reivindicación 1,
caracterizado porque se prevé una envolvente conductora de
agua adaptada al contorno (10) exterior de la pared (2) del
tubo.
4. Tubo de coquilla según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los canales (4)
de enfriamiento previstos en las transiciones (6, 13) se extienden
desde el lado (5) frontal superior de la pared (2, 18) del tubo
hasta aproximadamente la mitad de la altura de la pared (2, 18) del
tubo.
5. Tubo de coquilla según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en el contorno
(10, 16) exterior de la pared (2, 18) del tubo se prevén entradas
de medio de enfriamiento y salidas de medio de enfriamiento
conectadas con los canales (4) de enfriamiento.
6. Tubo de coquilla según la reivindicación 5,
caracterizado porque las entradas de medio de enfriamiento y
las salidas de medio de enfriamiento se prevén a la mitad de la
altura de la pared (2, 18) del tubo.
7. Tubo de coquilla según una de las
reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque los canales (4)
de enfriamiento son recorridos por el medio (KW) de enfriamiento,
que circula entre la pared (2, 18) del tubo y la envolvente
conductora de agua.
8. Tubo de coquilla según una de las
reivindicaciones 1 a 7, porque posee una sección transversal con
forma de doble T.
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