ES2952971T3 - Dique de cucharón - Google Patents

Abstract

Un dique (20) para inserción en una artesa para uso en fundición de metal comprende un cuerpo (21) de material refractario que tiene caras opuestas en contacto con el metal líquido en uso, bordes laterales opuestos y un borde inferior (24), el lado y los bordes inferiores se acoplan a las superficies internas de la artesa en uso. La presa se caracteriza por una abertura (23) que se extiende entre las caras opuestas en su parte inferior, estando cerrada la abertura por una placa metálica (25), por ejemplo de la misma composición que el metal líquido a introducir en la artesa. La invención proporciona además una artesa que incorpora al menos uno de dichos diques (20) y un método para fundir metal usando la artesa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dique de cucharón

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un dique para insertar en un cucharón para fundición de metales para controlar el flujo de metal líquido en el cucharón durante la operación de fundición, a un cucharón que incorpora al menos uno de tales diques y a un método de fundición de metal utilizando el cucharón.

Antecedentes de la invención

En la fundición continua de acero se utiliza un cucharón entre la cuchara que suministra acero líquido y el molde para regular el flujo de metal el cucharón consiste en un recipiente abierto revestido con material refractario (aunque se puede proporcionar una tapa refractaria) en el que se vierte el acero de la cuchara y desde el cual el acero fluye hacia los moldes de fundición continua a través de una o más salidas, que pueden tener tapones o compuertas para controlar el flujo de metal. El cucharón nivela el flujo de acero y permite que se retengan las inclusiones contaminantes, en lugar de fluir hacia la fundición. Se pueden instalar diques o vertederos en el cucharón para modificar y controlar el flujo de acero en el cucharón. Al aumentar el tiempo de residencia y reducir la velocidad, aumenta la capacidad de separación de inclusiones del cucharón, mejorando así la calidad del acero fundido.

Un dique conocido comprende un cuerpo de material refractario que tiene caras opuestas en contacto con el metal líquido en uso, bordes laterales opuestos y un borde inferior, enganchándose los bordes lateral e inferior con las superficies internas del cucharón en uso.

Un aspecto negativo del uso de diques es que impiden la descarga de todo el acero del cucharón, por lo que al final de la operación pueden quedar bolsas de acero que no se descargan en el molde, sino que se solidifican en el cucharón y, por lo tanto, requieren reprocesamiento, lo que aumenta significativamente el coste de producción. El documento CN202377519U divulga el uso de una pieza de deflector de acero de sección en ángulo recto para bloquear un orificio cuadrado inferior en el dique durante el vertido del acero, fundiéndose eventualmente el deflector de acero para permitir el flujo de acero fundido a través del orificio. El documento CN208528079U divulga un dique que tiene agujeros a través del mismo, cada uno bloqueado por una placa de acero de barrera para bloquear las impurezas. El documento JP01107950 también divulga el uso de placas de obturación de metal que se funden para liberar el metal fundido de la parte receptora de metal del cucharón por debajo del nivel de la escoria fundida.

Resumen de la invención

El dique de la invención se caracteriza porque la placa metálica está anclada en el dique por medio de una pluralidad de proyecciones sobre o adyacentes al borde lateral y superior de la placa, las proyecciones incrustadas están en el material refractario.

La composición de la placa se elige adecuadamente de acuerdo con la temperatura y la química del metal fundido para garantizar la compatibilidad con el proceso.

La abertura puede extenderse hasta el borde inferior del dique.

La placa de metal tiene un grosor tal que, cuando se expone al metal líquido, la placa mantiene el cierre de la abertura hasta que se completa el llenado del cucharón. Para un cucharón utilizado para la fundición de acero, se ha encontrado que es adecuado un espesor de placa de al menos 12 mm.

La abertura representa adecuadamente alrededor del 5 % al 20 % del área de la cara del dique, por ejemplo, del 7 al 8 %.

La placa de metal comprende una pluralidad de proyecciones sobre los lados y el borde superior de la misma o junto a ellos para anclar la placa en el material refractario. Por ejemplo, las proyecciones pueden comprender miembros en forma de V soldados a la cara de la placa en el pie de la V. La placa de metal puede ubicarse en un molde durante la formación del dique de tal manera que las proyecciones sean engullidas por material mezcla de cemento refractario a medida que llena el molde. Después del endurecimiento de la mezcla refractaria, las proyecciones se incrustan en el refractario, asegurando la placa de metal en su posición.

La invención también proporciona un cucharón para su uso en la fundición de metal, que comprende un recipiente con revestimiento refractario que tiene una zona de entrada para recibir el metal fundido vertido y una salida para descargar el metal fundido en un molde de fundición, donde el cucharón está situado entre la entrada zona y la desembocadura de al menos un dique de acuerdo con la invención.

La invención proporciona además un método de fundición de metal que comprende verter metal fundido en la zona de entrada del cucharón de la invención y descargar el metal fundido desde la salida a un molde de fundición, en el que después de que se ha completado el vertido del metal se continúa con la descarga del metal hasta que el metal de la zona de entrada haya fluido a través de las aberturas de los diques para llegar a la salida.

Al reducir el metal restante en el cucharón al final del proceso de fundición, la invención ofrece ahorros de costes significativos, ya que se necesita reprocesar menos metal; la reducción en el consumo de energía también ofrece beneficios ambientales.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos, que ilustran un ejemplo de realización de la invención:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de una sección parcial de un cucharón que contiene un par de diques de acuerdo con la técnica anterior;

la Figura 2 es un alzado posterior (con respecto a la dirección del flujo del acero en el cucharón) de un dique de acuerdo con la invención;

la Figura 3 es un alzado frontal del dique que se muestra en la Figura 2;

la Figura 4 es una vista en planta desde abajo del dique;

la Figura 5 es una vista en planta desde arriba del dique;

la Figura 6 es un alzado lateral del dique; y

La Figura 7 es una vista en perspectiva de la placa metálica utilizada en el dique de las figuras 2 a 6.

Descripción detallada de la realización ilustrada

La Figura 1 muestra, de forma simplificada, un cucharón típico para uso en la fundición continua de acero que comprende un recipiente 1 de acero provisto de un revestimiento 2 refractario reemplazable que puede ser proporcionado por el uso de ladrillos o tableros refractarios, o por otros medios tales como el rociado de una lechada refractaria o por revestimiento en seco usando un polvo aglomerado con resina. En el ejemplo ilustrado, el acero fundido se introduce en el cucharón 1 adyacente a un extremo del mismo y se descarga en el molde de fundición continua a través de una salida 3 adyacente al extremo opuesto. Si bien la salida 3 se muestra como un simple orificio, se pueden proporcionar medios para controlar el flujo de salida, por ejemplo, un tapón o una compuerta de salida.

Para garantizar que el flujo de acero fundido desde el cucharón hasta el molde de fundición se optimice, evitando turbulencias y retrasando el enfriamiento, permitiendo que cualquier inclusión flote, en lugar de ser transportada al molde, se pueden montar varios dispositivos dentro del cucharón tales como almohadillas de impacto en el punto en el que el acero se vierte en el cucharón desde la cuchara de entrega, así como diques y vertederos para proporcionar un camino indirecto entre el punto de vertido y la salida 3. Como se ilustra en la Figura 1, el cucharón incluye dos diques 4 a modo de ejemplo, pero se apreciará que en la práctica el número y posicionamiento de los diques dependerá del tamaño del cucharón y la ubicación y número de salidas, puede haber más de una salida para algunas operaciones de fundición. Por ejemplo, un cucharón común puede alimentar más de un molde.

Con referencia ahora a las Figuras 2 a 6, un dique 20 de acuerdo con la invención consta de un cuerpo 21 de material refractario provisto de un par de bucles 22 de acero en el borde superior del mismo para levantar el dique 20 a su posición en un cucharón. Se forma una abertura 23 en el dique 20 en el centro del borde 24 inferior del mismo y que se extiende desde una cara del dique a la otra. Sin embargo, la abertura 23 está cerrada por una placa 25 de acero que está montada en un rebaje 26 en la cara posterior del dique y se mantiene en su lugar mediante anclajes incrustados en el material refractario, como se describe a continuación con referencia a la Figura 7.

Se verá en las Figuras 3, 4 y 5 que el dique está formada con un borde 27 lateral achaflanado. Esto es para acomodar la instalación en un cucharón que tiene una configuración cónica, con acero que se vierte en una sección central de ancho máximo y luego fluye hacia una pluralidad de salidas a cada lado del mismo, el ancho se reduce desde la porción central en cada dirección. Se introducirán diques entre la porción central y los desagües a ambos lados de la misma, y entre desagües adyacentes. Una pared longitudinal del cucharón será recta, mientras que las paredes opuestas formarán un ángulo oblicuo con respecto al eje longitudinal del cucharón. El borde 27 achaflanado de cada dique 20 encajará así contra la pared en ángulo, acoplándose el borde opuesto a la pared recta. Se apreciará que se pueden usar otras configuraciones de cucharón, ajustándose el diseño del dique de acuerdo con lo anterior.

En uso, el acero líquido se vierte en el cucharón desde la cuchara en una zona de entrada (que es el punto de máxima turbulencia) y luego se desborda por los diques 20 cuando se ha introducido suficiente acero, fluyendo hacia la(s) salida(s) del cucharón de una manera más controlada. El contacto del acero líquido con las placas 25 de acero en los diques 20 eventualmente hace que las placas se ablanden y luego se fundan, abriendo así la abertura para que fluya también el acero. Las placas se seleccionan de modo que tengan un grosor suficiente para retrasar la fusión y la apertura de las aberturas hasta que se haya establecido el flujo lineal de acero hacia la(s) salida(s). En la práctica, se ha encontrado suficiente un espesor de unos 12 mm, teniendo la abertura 23 un área de aproximadamente el 7-8 % de la cara del dique para proporcionar un flujo adecuado de acero a su través sin comprometer la resistencia del dique. De esta manera, cuando se completa la operación de fundición, el acero residual en el cucharón puede fluir a través de las aberturas hacia la(s) salida(s) en lugar de permanecer en la zona de entrada del cucharón para solidificarse a medida que se enfría y luego requerir reprocesamiento.

La Figura 7 muestra la placa 25 de acero antes de la instalación en el dique. La placa está provista de una pluralidad de anclajes 30, cada uno en forma de V formada por varilla de acero y soldada a la cara de la placa en lugares alrededor de tres bordes de la misma, es decir, la parte superior y los dos lados. En la formación del dique, la placa 25 de acero se ubica en un molde con los anclajes 30 hacia el interior del molde y la placa define el rebaje 26. A continuación, se vierte una mezcla de hormigón refractario en el molde y se deja endurecer con los anclajes 30 incrustados dentro del material refractario.

Se entenderá que si bien la invención se ha descrito con referencia a la fundición de acero, el dique de la invención se puede usar en un cucharón utilizado para la fundición de otros metales, con la placa de metal en el dique construida del mismo metal que se va a fundir.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un dique para insertar en un cucharón para uso en fundición de metales, que comprende un cuerpo (21) de material refractario que tiene caras opuestas en contacto con el metal líquido en uso, bordes laterales opuestos y un borde (24) inferior, los bordes lateral e inferior acoplan las superficies internas del cucharón en uso, una abertura (23) que se extiende entre las caras opuestas en la parte inferior de la misma, la abertura está cerrada por una placa (25) metálica, caracterizado porque la placa (25) metálica está anclada en el dique por medio de una pluralidad de proyecciones (30) sobre o adyacentes al borde lateral y superior de la placa, las proyecciones (30) están embebidas en el material (21) refractario.

2. Un dique de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la abertura (23) se extiende hasta el borde (24) inferior del dique.

3. Un dique de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que la placa (25) metálica es de acero y tiene un espesor de al menos 12 mm.

4. Un dique de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la abertura (23) representa del 5 % al 20 % del área de la cara del dique.

5. Un dique de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la placa de metal (25) está ubicada en un rebaje (26) que rodea la abertura (23).

6. Un dique de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las proyecciones comprenden miembros (30) en forma de V cada uno soldado a la placa al pie de la V.

7. Un cucharón para usar en la fundición de metal, que comprende un recipiente con revestimiento refractario que tiene una zona de entrada para recibir el metal fundido vertido y una salida para descargar el metal fundido en un molde de fundición, el cucharón tiene ubicado en su interior, entre la zona de entrada y la salida, al menos un dique según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

8. Un método de fundir metal que comprende verter metal fundido en la zona de entrada de un cucharón de acuerdo con la reivindicación 7 y descargar el metal fundido desde la salida hasta un molde de fundición, en el que después de que se ha completado el vertido del metal, la descarga del metal continúa hasta que el metal en la zona de entrada ha fluido a través de las aberturas en los diques para llegar a la salida.