PT96112A - Instalacao de vazamento continuo de produtos metalicos finos entre dois cilindros - Google Patents

Description

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USINOR SACILOR, Sociêté Anonyme "INSTALAÇÃO DE VAZAMENTO CONTÍNUO DE PRODUTOS METÁLICOS FINOS ENTRE DOIS CILINDROS" A presente invenção diz respeito ao vazamento contínuo de produtos metálicos finos, em especial aço, em instalações cuja lingoteira é constituída essencialmente por dois cilindros arrefecidos energicamente, paralelos e horizontais, ou sensivelmente horizontais, e rodando em sentidos opostos. Mais precisamente, refere-se aos meios que permitem realizar a obturação lateral do espaço de vazamento definido pelos cilindros entre si.

Para realizar essa obturação lateral, é conhecido utilizar paredes fixas, ainda designadas por "faces menores", que apresentam uma superfície vertical aplicada contra as extremidades dos cilindros. Um dos problemas que têm de encontrar uma solução satisfatória é o da estanqueidade.entre as faces menores e os cilindros, a fim de evitar infiltrações de metal em fusão fora do espaço de vazamento, que seriam prejudiciais para a qualidade do produto e deteriorariam a máquina.

Habitualmente, os cilindros de vazamento têm uma forma perfeitamente cilíndrica, com, em especial, arestas vivas entre a face lateral e as faces extremas. As faces menores podem ser planas em todas as suas zonas em contacto com as faces extremas dos cilindros. Tem-se então um contacto plano entre os cilindros

e as faces menores. Podem assim compreender uma parte saliente que penetra no espaço intercilindros: cada cilindro está então em contacto não só com a parte plana da face menor como também com uma das faces laterais da sua parte saliente. Temos então, portanto, um contacto em forma de cunha em ângulo recto entre os cilindros e as faces menores.

Com tais contactos, é difícil manter uma estanqueidade constantemente satisfatória do espaço de vazamento. É com efeito necessário que o desgaste das faces menores seja o mais reduzido e homogéneo possível em toda a sua superfície de contacto com os cilindros. Ora, quanto maior for esta superfície , maior será a probabilidade de o desgaste ser heterogéneo. Alem disso, habitualmente, estas faces menores devem ser realizadas com um material refractário que apresente boas propriedades de isolamento, por exemplo espuma de sílica ou dossolite, a fim de limitar tanto quanto possível a solificação do metal na sua superfície. Mas estas propriedades isolantes são pouco compatíveis com uma resistência elevada â abrasão 0 objectivo da presente invenção consiste em proporcionar uma configuração das partes laterais da cabeça de uma máquina de vazamento entre cilindros, que inclui os cilindros e as faces menores, que permita limitar o mais possível as infiltrações de metal líquido fora do espaço de vazamento.

Para isso, a presente invenção tem por objecto um dispositivo de vazamento contínuo de produtos metálicos finos, do tipo cuja lingoteira é constituída essencialmente por dois cilin-

dros arrefecidos energicamente, sensivelmente horizontais e paralelos, rodando em sentidos opostos, e por duas placas de fecho laterais, denominadas "faces menores", mantidas, cada uma delas, em contacto com uma extremidade de cada cilindro, e delimitando um espaço de vazamento em cooperação com as superfícies laterais arrefecidas dos cilindros, caracterizado por os cilindros apresentarem extremidades de forma tronco-cônica e por o contacto entre os cilindros e as faces menores ser realizado entre as superfícies laterais destas .'extremidades tronco-cónicas e partes das faces menores que se casam com a sua forma.

Numa forma de realização preferida, as partes das faces menores em contacto com os cilindros são de cerâmica e a maior parte da superfície das faces menores em contacto com o aço líquido é de material refractário. <

Como terá sido entendido, a presente invenção visa para os contactos entre os cilindros e as faces menores uma forma particularmente favorável ao estabelecimento de uma boa estan-quèidade. Além disso, a utilização de cerâmica visa um pequeno desgaste das zonas correspondentes das faces pequenas e garante uma conservação satisfatória desta estanqueidade durante todo o vazamento.

Em relação aos contactos planos ou salientes utilizados até aqui e descritos anteriormente,. este contacto cónico apresenta a vantagem de uma superfície de contacto reduzida entre os cilindros e as faces menores. Isso permite minimizar as superfícies cuja maquinagemdeve ser de excelente qualidade para man-

ter uma boa estanqueidade. Por outro lado, esta configuração permite uma compensação fácil da folga que poderia criar-se em consequência do desgaste das faces menores. A presente invenção será melhor compreendida através da leitura da descrição que se segue, fazendo referência às figuras dos desenhos anexos, que representam: - A fig. 1, um cilindro do tipo particular utilizado na instalação descrita; - A fig. 2, uma vista de frente parcial esquemática na direcção (II) na fig. 3 de uma máquina de vazamento entre cilindros segundo a presente invenção; - A fig. 3, um corte feito pela linha (III-III) da fig. 2; - A fig. 4, um corte feito pela linha (IV-IV) da fig. 2; - A fig. 5, uma meia vista de cima de uma máquina segundo a presente invenção cujas extremidades dos cilindros apresentam uma concavidade inversa da anterior. A fig. 1 mostra um cilindro (1) destinado a ser montado numa máquina de vazamento contínuo de produtos metálicos finos segundo a presente invenção, As fig. 2 e 4 mostram igualmente o segundo cilindro (1*), idêntico ao cilindro (1) e disposto paralelamente ao mesmo, estando os eixos respectivos situados no mesmo plano horizontal. Estes cilindros são arrefecidos energicamente por uma circulação interna de água, não representada.

Em vez de ter arestas vivas entre a sua superfície lateral arrefecida (2,2') e as suas superfícies extremas (3a,3b,3'a), -5- -5- / / apresentam extremidades de forma tronco-cónica, cada uma definindo uma superfície cónica (4a,4b,4'a), que ê utilizada como superfície de apoio para as faces menores. No exemplo representado, a conicidade vai no sentido de uma redução da secção das partes dianteiras do cilindro, em relação à secção da parte média.

As fig.o2, 3 e 4 mostram esquematicamente vim exemplo de realização da presente invenção. Aós cilindros (1,1'), em rotação nos sentidos indicados pelas setas, que se acabam de descrever juntam-se duas faces menores, das quais está representada apenas uma (5), que obturam lateralmènte o espaço de vazamento (6) definido pelas superfícies laterais (2,2') dós cilindros, de modo a dar-lhe uma secção rectangular cuja largura vai diminuindo â medida que se desce na máquina. Segundo a presente invenção, na face menor (5) sao formadas duas superfícies curvas (7,7') que, uma vez a face pequena colocada no seu lugar, se adaptam perfeitamente às superfícies cónicas (4a,4'a) dos cilindros. As superfícies (4a,4*a,7,71) são maquinadas com precisão, de modo a assegurar um contacto de excelente qualidade, que uma pressão aplicada na parte traseira (8) da face menor por meios conhecidos não representados contribui para criar. Na forma de realização preferida aqui representada, estas superfícies curvas são formadas numa parte (9) da face menor feita de cerâmica e constituindo a sua periferia. Com efeito, em relação aos materiais refractários clássicos habitualmente usados para a construção das faces menores, estes materiais distinguem-se por

* -% -6- uma resistência ao desgaste e propriedades mecânicas nitidamente melhores. Ora, estas características apresentam vantagens determinantes, se se pretender realizar um contacto estanque durável entre os cilindros e a face menor.

Esta parte de cerâmica, que é feita de um material tal como um oxinitreto de silício e alumínio designado comercial- fR) mente pelo termo Syalon Μ o nitreto de boro, o nitreto de silício, o nitreto de alumínio, o zircónio, o carboneto de crõmio, constitui no exemplo descrito, como se disse, apenas a periferia da face menor. Nao é com efeito geralmente desejável realizar toda a face menor de cerâmica porque’o seu custo seria demasiado elevado e, sobretudo, porque seriam insuficientes as suas propriedades de isolamento, o que conduziria a uma soldificação excessiva do aço na sua superfície.. É por isso que a parte de cerâmica (9) constitui apenas a moldura da parte activa da face menor, sendo o núcleo (10) desta última, que representa a maior parte da sua superfície em contacto com o aço líquido, feito de um material refractário do tipo utilizado classicamente para formar as faces menores, à base de sílica ou de alumina. De salientar que a fig. 2 ê uma mera representação esquemática, na qual não foram respeitadas as relações das dimensões das diversas partes, para tornar a figura mais clara. É preciso saber que, na realidade, os cilindros (1,1*) têm um diâmetro de várias dezenas de centímetros, pelo menos, enquanto a distância mínima entre as suas superfícies laterais (2,2'), ao nível da garganta (11) que define a espessura do produto, é da ordem de alguns mi- -7- límetros (por exemplo de 5 a 10 mm). Quanto â face menor (5), a sua altura deve ser suficiente para permitir uma profundidade de algumas dezenas de centímetros para o poço de metal líquido na lingoteira. Na realidade, o núcleo (10) de refractário representa portanto uma proporção da superfície total da face menor sensivelmente mais importante que a mostrada na fig. 2.

De uma maneira conhecida, as máquinas de vazamento de produtos metálicos entre cilindros incorporam por vezes, em cada uma das faces menores, uma peça denominada "patim" que obtura o espaço de vazamento na zona situada precisamente por cima e precisamente por baixo da garganta. O patim tem a particularidade de ser feito de um material sensivelmente mais resistente às solicitações mecânicas e à abrasão que o restante da face menor, por exemplo de um material metálico, porque está em contacto com metal maioritária ou totalmente solidificado que pode exercer no mesmo um esforço de laminagem. Para atenuar este esforço, é igualmente conhecido montar o patim num suporte elástico que permita uma certa retracção da sua parte. A face menor segundo a presente invenção pode, por sua vez, compreender um patim (12) feito de cerâmica, que pode ver--se nas fig. 2 e 4. Se ele estiver montado de maneira elástica graças a um dispositivo simbolizado pela mola (14), é vantajoso que a parte da face menor na qual deve fazer atrito seja também de cerâmica: tem-se assim um contacto cerâmica-cerâmica (13) que apresenta uma boa resistêncià ao desgaste e cuja estanqueidade pode manter-se satisfatória durante toda a utilização da face menor.

Se não se desejar que o patim apresente elasticidade, a solução mais simples ê evidentemente incorporar o mesmo, quando da construção, na face menor.

As faces menores podem ser apertadas num suporte (15) (não representado na fig. 2) que compreende órgãos, não representados, que permitem a aplicação das faces menores contra os cilindros. Em alternativa, as partes de cerâmica e de refractá-rio podem ser depósitos efectuados numa placa, por exemplo metálica. Neste caso, a zircóriia é particularmente adaptada para esta utilização para as partes de cerâmica, em virtude da facilidade com que pode fazer-se aderir a um suporte metálico.

Para obter uma diminuição suplementar do desgaste das faces menores no seu contacto com os cilindros, e igualmente possível realizar um depósito de cerâmica nas superfícies de apoio cónicas (4a), (4b) e (4'a) dos cilindros. Pode igualmente assegurar-se uma lubrificação deste contacto, por exemplo depositando aí, de maneira contínua ou descontínua, pó de nitreto de boro, ou qualquer outro material pulverulento ou líquido que pode desempenhar uma função equivalente. É claro que a presente invenção não se limita ao exemplo que se acaba de descrever e está ilustrado. Em particular, as faces menores podem compreender, de uma maneira conhecida, na sua parte central, um elemento que penetra no interior do espaço de vazamento, designado "elemento inserto", que pode ser de refractário clássico, de cerâmica ou de qualquer outro material

-9- e que permite melhorar as condições de solidificação do produto. Igualmente, os cilindros podem compreender, na sua superfície lateral, em cada uma das extremidades da sua parte cilíndrica, uma gravura cavada destinada a favorecer a fixação de película solidificada do produto no cilindro. Todavia, se esta gravura for colocada na extremidade limite da parte cilíndrica e aflorar a zona de contacto entre o cilindro e a face menor, é de temer que ela favoreça as infiltrações de metal líquido. Para isso, é preferível colocar estas gravuras alguns milímetros recuadas da referida zona de contacto.

Finalmente, em vez de apresentar faces dianteiras de secção reduzida em relação à secção media, como se acaba de descrever e se representa, os cilindros podem, pelo contrário, ter faces exteriores de secção maior ,do que a secção média. A geometria da periferia das faces menores deve então ser modificada, em consequência em relação à configuração descrita anteriormen-te: a sua parte dianteira tem uma forma que se alarga em vez de estreitar.0 contacto entre os cilindros e as faces menores é desta vez realizado por meio de uma tracção exercida nos suportes das faces menores e não já por uma pressão. A fig. 5 representa uma tal configuração, estando os diferentes elementos da instalação designados pelas mesmas referências que anteriormente.

Claims (7)

1. R Ε I V I N D I C A' g Õ E S 1.- Dispositivo de vazamento continuo de produtos metálicos finos, em especial de aço, do tipo cuja lingoteira é essencialmente constituída por dois cilindros energicamente arrefecidos, sensivelmente horizontais e paralelos, que rodam em sentidos opostos, e por duas placas de fecho laterais, denominadas "faces pequenas" mantidas, cada uma, em contacto com uma extremidade de cada cilindro e delimitando o espaço de vazamento em cooperação com as superfícies laterais arrefe cidas dos cilindros, caracterizado por os cilindros (1,1’) apresentarem extremidades de forma tronco-cónica, e por o contacto entre os cilindros e as faces pequenas (5) ser realiza- 1- do entre as superfícies laterais (4a,4b) destas extremidades tronco-cónicas e das partes (7) das faces pequenas (5) que se adaptam perfeitamente ã sua forma.
2. 2. - Dispos-itivo de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado por. as partes (9) biseladas das faces pequenas (5) em contacto com os cilindros (1,1') serem de cerâmica e por a maior parte da superfície das faces pequenas em contac to com o aço líquido ser. de material refractário (10) .
3. 3. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, carácter izado por as referidas partes de cerâmica (9) e de refractário (10) das faces pequenas serem constituídas por depósitos realizados sobre uma placa de suporte.
4. 4. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, ca-racterizado por compreender, sob cada uma das faces pequenas, um patim (12) que exerce uma pressão no produto vazado na zona que envolve a garganta (11), por o patim ser de cerâmica e por a parte da face pequena com a qual está em contacto ser igualmente de cerâmica.
5. 5. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivin dicações 2, 3 ou 4, caracterizado por as peças de cerâmica se rem de oxinitreto de silício e alumínio, nitreto de boro, ni- -12- treto de silício, nitreto de alumínio, zircõnio ou carboneto de crómio.
6. 6. - Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender meios de lubrificação dos contactos entre os cilindros e as faces pequenas.
7. 7. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a referida lubrifica.ção ser assegurada por põ de nitreto de boro. Lisboa, 6 3e Dezembro de 1990 A^entç Oficial da Propriedade Industrial