ES2857746T3 - Conjunto para un proceso de producción de metal - Google Patents
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Abstract
Un conjunto (1; 1') para un proceso de producción de metal, que comprende: un recipiente intermedio (3); una boquilla de entrada sumergida (5; 5'), SEN, configurada de modo que proporcione una extracción de metal fundido desde el recipiente intermedio (3), y un agitador electromagnético (7) dispuesto en torno a la SEN (5; 5'), teniendo el agitador electromagnético (7) una parte que rodea la SEN integral y cerrada provista de bobinas para generar un campo magnético rotativo en la SEN (5; 5'), proporcionando la parte que rodea la SEN un paso anular integral y cerrado circunferencialmente a través del cual se extiende la SEN (5), donde el agitador electromagnético (7) se monta de manera inmóvil con relación al recipiente intermedio (3) y con relación a la SEN (5; 5').
Description
DESCRIPCIÓN
Conjunto para un proceso de producción de metal
CAMPO TÉCNICO
La presente exposición hace referencia en general a la producción de metal, y en particular, a un conjunto para un proceso de producción de metal.
ANTECEDENTES
Las boquillas de entrada sumergidas (SEN, por sus siglas en inglés) se utilizan para controlar el patrón de flujo en un molde de colada de palanquillas, y en consecuencia la calidad de la palanquilla y el producto final. Es una práctica habitual purgar con gas argón las SEN con el fin de evitar la obstrucción de las boquillas debido a una acumulación de óxidos en la pared interior de las SEN, y para controlar el patrón de flujo en el molde.
Con una mayor demanda en la calidad del producto, se han identificado diversos problemas con las SEN convencionales y se ha considerado una boquilla de flujo turbulento como una medida eficaz a la hora de mejorar el flujo en el molde y por tanto mejorar la calidad del producto.
La agitación electromagnética del metal fundido que fluye a través de la boquilla distribuidora ha estado sometida a desarrollo los últimos veinte años. El principio de un agitador electromagnético dispuesto en torno a la boquilla es generar un campo magnético rotativo en la boquilla. De ese modo, se inducen corrientes de Eddy en el metal fundido que fluye a través de la boquilla. Esto da lugar a una fuerza electromagnética que hace rotar el metal fundido horizontalmente en las SEN.
El documento CN 100357049C expone una boquilla de turbulencia electromagnética. Se proporciona un medio de turbulencia electromagnético en un mecanismo móvil en torno a la boquilla, donde el mecanismo móvil se puede mover desde la posición de colada.
COMPENDIO
Debido al entorno hostil que está presente en un proceso de producción de metal, tal como un proceso de producción de acero, las piezas móviles tienen en general un riesgo más elevado de fallo que las estructuras fijas. El medio de turbulencia electromagnético proporcionado en el documento CN 100357049C se debe mover de manera habitual alejándose de la posición de colada después de aproximadamente cada sexta carga de metal líquido, debido a que en ese momento se debe sustituir la boquilla debido al desgaste. Esto se aplica en general a cualquier proceso de producción de metal. Por tanto, el mecanismo móvil se debe mover verticalmente hacia arriba y hacia abajo tras unas pocas cargas de metal líquido. En el caso de un fallo del mecanismo móvil, la totalidad del conjunto para la colada se verá afectado por la parada necesaria para reparar el mecanismo móvil.
Habida cuenta de lo anterior, un objeto de la presente exposición es proporcionar un conjunto para un proceso de producción de metal que solucione, o al menos mitigue, los problemas de la técnica anterior.
Por tanto, se proporciona un conjunto para un proceso de producción de metal, que comprende: un recipiente intermedio, una boquilla de entrada sumergida, SEN, configurada para proporcionar la extracción de metal fundido desde el recipiente intermedio, y un agitador electromagnético configurado de modo que se disponga en torno a la SEN, teniendo el agitador electromagnético una parte que rodea la SEN integral y cerrada provista de bobinas para generar un campo electromagnético rotativo en la SEN, donde el agitador electromagnético se configura de modo que se monte de manera fija con relación al recipiente intermedio y con relación a la SEN.
Por tanto, la parte que rodea la SEN integrada y cerrada no se puede abrir. La parte que rodea la SEN proporciona un paso anular integral y cerrado circunferencialmente, a través del cual se configura para que se extienda la SEN. La parte que rodea la SEN integrada y cerrada no tiene piezas móviles, lo que prolonga la vida útil del agitador electromagnético. En comparación con los agitadores electromagnéticos de tipo abierto, se puede obtener una intensidad de campo magnético más elevada y se pueden reducir las fugas magnéticas.
El agitador electromagnético se configura de modo que esté montado o dispuesto de manera fija o inmóvil con relación al recipiente intermedio y con relación a la SEN. El agitador electromagnético se configura de modo que se monte en una estructura fija, de manera habitual directa o indirectamente en el cuerpo del recipiente intermedio.
Por medio de un agitador electromagnético de tipo cerrado dispuesto de manera fija se puede proporcionar una mayor fiabilidad al conjunto.
De acuerdo con una realización la parte que rodea la SEN tiene una abertura pasante que forma un canal configurado para recibir la SEN, donde el canal tiene unas paredes interiores de una pieza a lo largo de su circunferencia interior.
Una realización comprende un dispositivo de corte de la SEN configurado de modo que se monte en el recipiente
intermedio y se disponga por debajo del recipiente intermedio.
De acuerdo con una realización, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte en el dispositivo de corte de la SEN.
De acuerdo con una realización, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte en un lado inferior del dispositivo de corte de la SEN.
Una realización comprende un dispositivo de bloqueo, donde la SEN tiene una primera pieza de boquilla configurada de modo que se extienda desde el recipiente intermedio, y una segunda pieza de boquilla configurada de modo que se acople, con posibilidad de desmontarse, a la primera pieza de boquilla por medio del dispositivo de bloqueo.
De acuerdo con una realización, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte en el dispositivo de bloqueo.
De acuerdo con una realización, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte en una parte inferior del recipiente intermedio.
De acuerdo con una realización, el agitador electromagnético está integrado con el dispositivo de bloqueo.
De acuerdo con una realización, el proceso de producción de metal es un proceso de producción de acero.
En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones se deben interpretar de acuerdo con su significado ordinario en el campo técnico, a menos que se defina de manera explícita lo contrario en la presente. Todas las referencias a “un/el elemento, aparato, componente, medio, etc., se deben interpretar de manera abierta como que hacen referencia a, al menos, una instancia del elemento, aparato, componente, medio, etc., a menos que se diga de manera explícita lo contrario.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS
Ahora se describirán, a modo de ejemplo, las realizaciones específicas del concepto de la invención, haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra de manera esquemática una sección longitudinal de un ejemplo de un conjunto para un proceso de producción de metal; y
la figura 2 muestra de manera esquemática una sección longitudinal de otro ejemplo de un conjunto para un proceso de producción de metal.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Ahora se describirá de manera más profunda el concepto de la invención en la presente a continuación, haciendo referencia a los dibujos anexos en los que se muestran unas realizaciones ejemplares. No obstante, el concepto de la invención se puede concebir de múltiples formas diferentes y no se debería considerar que está limitado a las realizaciones presentadas en la presente; sino que más bien, estas realizaciones se proporcionan a modo de ejemplo, de modo que esta exposición sea minuciosa y completa, y transmita totalmente el alcance del concepto de la invención a aquellos que son expertos en la técnica. Los mismos números hacen referencia a los mismos elementos a lo largo de toda la descripción.
La presente exposición hace referencia a un conjunto para un proceso de producción de metal, de manera habitual un proceso de colada continua, por ejemplo, un proceso de producción de acero, un proceso de producción de aluminio o un proceso de producción de una aleación metálica.
El conjunto incluye un recipiente intermedio, una SEN configurada para proporcionar la extracción de metal fundido desde el recipiente intermedio, y un agitador electromagnético configurado de modo que se monte en torno a la SEN. El agitador electromagnético se configura de modo que se monte de manera fija con relación al recipiente intermedio y con relación a la SEN. Por tanto, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte de manera inmóvil con relación al recipiente intermedio y a la SEN. En particular, el agitador electromagnético se configura de modo que se monte en una estructura fija, que se fija con relación al recipiente intermedio y con relación a la SEN. Esta estructura fija puede ser, por ejemplo, el propio recipiente intermedio, un dispositivo de corte de la SEN montado en el recipiente intermedio o un dispositivo de bloqueo, montado de manera habitual en el recipiente intermedio y configurado de modo que acople y bloquee dos piezas de boquilla que se extienden longitudinalmente de una SEN entre sí, tal como se describe con más detalle a continuación.
Durante la utilización del conjunto, el metal fundido se extrae al recipiente intermedio desde una cuchara de colada. El flujo de metal fundido vaciado desde el recipiente intermedio se puede controlar a través de la SEN, de manera habitual por medio de una varilla tapón. Por debajo de la SEN hay un molde en el que se vacía el metal fundido, y donde el metal fundido solidifica de manera parcial. El metal parcialmente solidificado se mueve a continuación por gravedad desde el molde, normalmente a través de una disposición de rodillos para darle forma y enfriarlo. De esta
manera se pueden obtener lingotes, palancones o palanquillas.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de un conjunto para un proceso de producción de metal. El conjunto 1 comprende un recipiente intermedio 3, que es un recipiente metalúrgico provisto de un orificio de extracción inferior 3a y una SEN 5. La SEN 5 se configura de modo que se disponga en el orificio de extracción inferior 3a del recipiente intermedio 3, para permitir de ese modo la extracción del metal fundido desde el recipiente intermedio 3.
La SEN 5 ejemplar es una SEN monolítica y se configura de modo que se extienda hasta un molde 11, dispuesto por debajo del recipiente intermedio 3 y la SEN 5, de modo que el metal fundido que fluye a través de la SEN 5 pueda fluir hacia el molde 11 por medio de la gravedad. El conjunto 1 puede incluir, de acuerdo con un ejemplo, una varilla tapón 6 provista de una entrada de gas argón, para permitir un flujo de entrada de gas argón en la varilla tapón 6. La varilla tapón 6 tiene un canal axial a través del cual puede fluir el gas argón, y una salida de gas argón conectada a la entrada de gas argón, para permitir que el gas argón fluya a través de la varilla tapón 6 hacia la SEN 5. Por tanto, se puede controlar el flujo de metal fundido en la SEN 5 para evitar la obstrucción de la boquilla. La varilla tapón 6 se configura además de modo que se mueva verticalmente hacia arriba y hacia abajo para regular el caudal de metal fundido que fluye desde el recipiente intermedio 3 hasta el molde 11 a través de la SEN 5.
El conjunto 1 ejemplar incluye además un agitador electromagnético 7 y un dispositivo de corte de la SEN 9. El agitador electromagnético 7 es un agitador electromagnético 7 de tipo cerrado, en el sentido de que no tiene partes móviles en la parte que rodea la SEN 5. Por tanto, la parte que rodea la SEN integral y cerrada, o parte terminal anular, del agitador electromagnético 7, configurada de modo que rodee la SEN 5 no se puede abrir. Por tanto, la parte terminal anular está integrada, aunque se debería sobreentender que la parte terminal anular puede comprender diversos componentes diferentes, tal como un núcleo magnético y unas bobinas arrolladas alrededor del núcleo. La parte terminal anular forma un canal configurado de modo que reciba la SEN 5. Este canal se puede decir que es una sola pieza en la dirección circunferencial, a lo largo de la circunferencia interior del canal. Como el agitador electromagnético 7 es de un tipo cerrado, el agitador electromagnético 7 no se puede abrir durante la instalación y colocarse alrededor de la SEN 5 desde dos lados de la SEN 5, antes de cerrarse. En su lugar, durante la instalación, el agitador electromagnético 7 enrosca sobre la SEN 5 en su dirección axial.
El dispositivo de corte de la SEN 9 se configura de modo que corte la SEN 5. El dispositivo de corte de la SEN 9 se configura en particular de modo que realice un corte de la sección transversal de la SEN 5. De manera habitual, el dispositivo de corte de la SEN 9 se utiliza únicamente en una situación de emergencia, en el caso de que la varilla tapón 6 no esté operativa o esté rota. El dispositivo de corte de la SEN 9 se monta, de acuerdo con el presente ejemplo, de manera fija en el lado inferior del recipiente intermedio 3. El agitador electromagnético 7 se monta de manera fija en el dispositivo de corte de la SEN 9. Por tanto, el agitador electromagnético 7 está montado de manera indirecta en el recipiente intermedio 3. De acuerdo con el presente ejemplo, el agitador electromagnético 7 se monta en el lado inferior del dispositivo de corte de la SEN 9. El agitador electromagnético 7 se acopla al dispositivo de corte de la SEN 9 por medio de unos elementos de sujeción. Ejemplos de elementos de sujeción adecuados son los tornillos y/o pernos.
La figura 2 muestra otro ejemplo de un conjunto 1 ’ para un proceso de producción de metal. El conjunto 1 ’ es similar al conjunto 1 descrito anteriormente haciendo referencia a la figura 1. Por tanto, el conjunto 1 ’ comprende un recipiente intermedio 3, una varilla tapón 6, un agitador electromagnético 7, una SEN 5’ y un dispositivo de bloqueo 13, que es un dispositivo de cambio de boquilla.
No obstante, la SEN 5’ no es una SEN monolítica, tal como la SEN 5. La SEN 5’ incluye una primera pieza de boquilla 5a y una segunda pieza de boquilla 5b. La primera pieza de boquilla 5a y la segunda pieza de boquilla 5b se configuran de modo que estén conectadas por medio del dispositivo de bloqueo 13. La primera pieza de boquilla 5a se configura de modo que esté conectada a, o esté integrada con, el recipiente intermedio 3. La segunda pieza de boquilla 5b se configura de modo que se extienda hasta el molde 11.
La primera pieza de boquilla 5a y la segunda pieza de boquilla 5b pueden tener, por ejemplo, unos rebordes terminales respectivos configurados de modo que estén enfrentados entre sí, formando una interfaz entre las dos piezas de boquilla 5a y 5b. El dispositivo de bloqueo 13 se puede configurar de modo que bloquee los dos rebordes terminales entre sí. Por medio del dispositivo de bloqueo 13, la segunda pieza de boquilla 5b se puede conectar a, y desconectar de, la primera pieza de boquilla 5a de una manera simple, con el fin de sustituir la segunda pieza de boquilla 5b cuando sea necesario. Por tanto, la primera pieza de boquilla 5a se configura de modo que se acople, con posibilidad de desmontarse, a la segunda pieza de boquilla 5b por medio del dispositivo de bloqueo 13.
El agitador electromagnético 7 se puede montar en el dispositivo de bloqueo. El dispositivo de bloqueo 13 puede tener, por ejemplo, una superficie superior horizontal, y el agitador electromagnético 7 se puede configurar de modo que se acople de manera fija a la superficie superior horizontal. El dispositivo de bloqueo 13 se acopla de manera fija a la SEN 5’, que a su vez se acopla de manera fija al recipiente intermedio 3, y el agitador electromagnético 7 se acopla de manera fija al dispositivo de bloqueo 13. Con este fin, el agitador electromagnético 7 está conectado o acoplado de manera indirecta al recipiente intermedio 3.
Como alternativa a que el agitador electromagnético esté acoplado de manera fija al dispositivo de bloqueo, el agitador electromagnético podría estar acoplado de manera fija directamente al recipiente intermedio. En este caso, el agitador
electromagnético estaría acoplado típicamente de manera fija al lado inferior o a la parte inferior del recipiente intermedio. A modo de otra alternativa más, el agitador electromagnético podría estar integrado con el dispositivo de bloqueo.
El concepto de la invención se ha descrito con anterioridad principalmente haciendo referencia a unos ejemplos. No obstante, tal como un experto en la técnica aprecia fácilmente, se pueden tener del mismo modo otras realizaciones diferentes a las expuestas con anterioridad que estén dentro del alcance del concepto de la invención tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Un conjunto (1; 1’) para un proceso de producción de metal, que comprende:
un recipiente intermedio (3);
una boquilla de entrada sumergida (5; 5’), SEN, configurada de modo que proporcione una extracción de metal fundido desde el recipiente intermedio (3), y
un agitador electromagnético (7) dispuesto en torno a la SEN (5; 5’), teniendo el agitador electromagnético (7) una parte que rodea la SEN integral y cerrada provista de bobinas para generar un campo magnético rotativo en la SEN (5; 5’), proporcionando la parte que rodea la SEN un paso anular integral y cerrado circunferencialmente a través del cual se extiende la SEN (5),
donde el agitador electromagnético (7) se monta de manera inmóvil con relación al recipiente intermedio (3) y con relación a la SEN (5; 5’).
2. El conjunto (1; 1’) tal como se reivindica en la reivindicación 1, donde la parte que rodea la SEN tiene una abertura pasante que forma un canal configurado de modo que reciba la SEN (5; 5’), donde el canal tiene unas paredes interiores de una pieza a lo largo de su circunferencia interior.
3. El conjunto (1) tal como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, que comprende un dispositivo de corte de la SEN (9) montado en el recipiente intermedio (3) y dispuesto por debajo del recipiente intermedio (3).
4. El conjunto (1) tal como se reivindica en la reivindicación 3, donde el agitador electromagnético (7) se monta en el dispositivo de corte de la SEN (9).
5. El conjunto (1) tal como se reivindica en la reivindicación 4, donde el agitador electromagnético (7) se monta en un lado inferior del dispositivo de corte de la SEN (9).
6. El conjunto (1’) tal como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, que comprende un dispositivo de bloqueo (13), donde la SEN (5’) tiene una primera pieza de boquilla (5a), que se extiende desde el recipiente intermedio (3), y una segunda pieza de boquilla (5b) acoplada, con posibilidad de desmontarse, a la primera pieza de boquilla (5a) por medio del dispositivo de bloqueo (13).
7. El conjunto (1 ’) tal como se reivindica en la reivindicación 6, donde el agitador electromagnético (7) se monta en el dispositivo de bloqueo (13).
8. El conjunto tal como se reivindica en la reivindicación 6, donde el agitador electromagnético (7) se monta en una parte inferior del recipiente intermedio (3).
9. El conjunto (1’) tal como se reivindica en la reivindicación 6, donde el agitador electromagnético (7) está integrado con el dispositivo de bloqueo (13).
10. El conjunto (1; 1’) tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el proceso de producción de metal es un proceso de producción de acero.
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