Un vástago (10) de tapón que comprende:

un cuerpo alargado (12) que tiene una entrada en un primer extremo superior (20) y una salida en un segundo extremo inferior (16),

definiendo el segundo extremo (16) del cuerpo (12) una punta (14) para su inserción en una salida (64) de una artesa;

un taladro axial continuo (18) que se extiende a través del cuerpo (12) desde la entrada hasta la salida;

proporcionándose un reductor (32) en el taladro axial (18) que tiene una entrada (34), una salida (35) y un pasadizo (38) entre las mismas; y

un conducto (26) de suministro de gas dispuesto para suministrar gas en el taladro axial (18) por encima de la entrada (34) del reductor (32);

caracterizado porque la entrada (34) del reductor (32) está colocada más cerca del primer extremo (20) que del segundo extremo (16)

Vástago de tapón.

Campo de la invención

La presente invención versa acerca de un vástago de tapón. En particular, pero no exclusivamente, la invención versa acerca de un vástago de tapón para regular el flujo de metal fundido desde una artesa hasta un molde durante un procedimiento de fundición continua.

Antecedentes de la invención

En un procedimiento de fundición continua para fabricar acero, se vierte acero fundido desde una cuchara en un gran recipiente de retención conocido como artesa. La artesa tiene una o más salidas a través de las cuales fluye el acero fundido en uno o más moldes respectivos. El acero fundido se enfría y comienza a solidificarse para formar longitudes sólidas moldeadas continuamente de metal. Entre cada salida de la artesa y cada molde hay ubicada una buza sumergida, y guía el acero fundido que fluye a través de la misma desde la artesa al molde. Un vástago de tapón controla el caudal del acero fundido a través de la buza sumergida.

En general, el vástago de tapón comprende un cuerpo alargado que tiene una punta redondeada en un extremo del mismo. Durante su uso, el vástago está orientado de forma vertical a lo largo de su eje y está dispuesto con su punta adyacente a la garganta de la buza sumergida, de forma que la elevación y el descenso del vástago de tapón abre y cierra la entrada de la buza sumergida y controla de ese modo el flujo de metal a través de la misma. La punta del vástago de tapón está dimensionada para cerrar completamente la entrada de la buza sumergida cuando se la hace descender hasta una posición asentada en la garganta de la buza sumergida.

Un problema particular asociado con el moldeo de metal fundido es que a menudo hay presentes inclusiones (por ejemplo, alúmina) en el metal fundido según se hace que fluya desde la artesa hasta el molde. Dichas inclusiones tienden a depositarse en la punta del vástago de tapón o en la buza sumergida dependiendo de las condiciones de flujo en el canal de fundición. En consecuencia, con el tiempo la acumulación de inclusiones puede afectar la geometría de los componentes hasta tal grado que se alteran las características del control de flujo del sistema y puede tener que interrumpirse la secuencia de fundición continua.

La inyección de un gas inerte, tal como argón, bajando por el centro del vástago de tapón y saliendo por una vía de descarga en la punta del tapón mitiga la acumulación y la obstrucción de alúmina. Sin embargo, el efecto Venturi del metal fundido que fluye más allá del tapón en la garganta de la boca crea una presión negativa que puede ser transmitida de nuevo al vástago de tapón a través de la vía de descarga, aspirando aire potencialmente en el metal a través del tapón si cualquiera de las juntas no son herméticas. Hasta la fecha, este problema ha sido abordado proporcionando una restricción en la interfaz entre el cuerpo y la punta del vástago de tapón. La restricción puede ser un estrechamiento sencillo del diámetro o puede estar constituido por un tapón con un taladro estrecho a través del mismo (o un tapón poroso) fijado en el taladro del tapón. La restricción crea una contrapresión y tiene como resultado una presión interna positiva en el vástago de tapón corriente arriba de la restricción. Esta presión interna positiva inhibe la entrada de aire en el canal de suministro de argón, reduciendo de ese modo la cantidad de contaminantes en el metal que está siendo moldeado.

Se comprenderá que todas las referencias a la presión son relativas a la presión atmosférica, de forma que las presiones negativas se relacionan con presiones por debajo de la presión atmosférica y las presiones positivas se relacionan con presiones por encima de la presión atmosférica.

El documento US2004/164465 describe un vástago de tapón que incluye un vástago colocado en la punta del tapón, que proporciona un pasadizo estrecho de gas a través del mismo. El documento FR2787045 describe un vástago de tapón que incluye un tapón colocado hacia la punta del tapón, que proporciona una restricción en el diámetro del taladro. Los documentos WO01/08837 y WO99/28066 describen cada uno vástagos de tapón que incluyen tapones porosos ubicados, respectivamente, en la punta del tapón, o hacia la misma.

Una desventaja del uso de una restricción típica, tal como la descrita anteriormente, es que con el paso del tiempo puede surgir un aumento de la presión interna, lo que puede tener como resultado que el vástago de tapón se agriete o incluso que reviente.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un vástago de tapón que aborde los problemas mencionados anteriormente.

Resumen de la invención

Conforme a un primer aspecto de la presente invención se proporciona un vástago de tapón que comprende un cuerpo alargado que tiene una entrada en un primer extremo superior y una salida en un segundo extremo inferior, definiendo el segundo extremo del cuerpo una punta para la inserción en una salida de la artesa; un taladro axial continuo que se extiende a través del cuerpo desde la entrada hasta la salida; proporcionándose un reductor en el taladro axial, que tiene una entrada, una salida y un pasadizo entre las mismas; y un conducto de suministro de gas dispuesto para suministrar gas en el taladro axial por encima de la entrada del reductor; caracterizado porque la entrada del reductor está colocada más cerca del primer extremo que del segundo extremo.

En una realización del vástago de tapón, el reductor está ubicado de forma que, cuando se emplea el vástago de tapón para controlar el flujo de metal fundido desde una artesa, la salida del reductor se encuentra por debajo del nivel de metal fundido en la artesa.

Conforme a un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un aparato para controlar el flujo de metal fundido desde una artesa que comprende una artesa configurada para recibir metal fundido hasta una profundidad operativa (estado estable) y que tiene al menos una salida de la artesa para descargar metal fundido a través de la misma; un vástago de tapón conforme al primer aspecto de la invención, orientado verticalmente con su segundo extremo dispuesto por encima de la al menos una salida de la artesa y amovible verticalmente dentro y fuera de la al menos una salida de la artesa con lo que controlar el flujo de metal fundido a través de la al menos una salida de la artesa; estando ubicado el reductor de dicho vástago de tapón a una distancia de menos del 70% de la longitud del vástago de tapón cuando se mide desde el segundo extremo.

Conforme a un tercer aspecto de la presente invención se proporciona un procedimiento para controlar el flujo de metal fundido desde una artesa que comprende: proporcionar una artesa llena de metal fundido hasta una profundidad operativa y que tiene al menos una salida de la artesa para descargar metal fundido a través de la misma; orientar de forma vertical un vástago de tapón conforme al primer aspecto de la invención, con su segundo extremo dispuesto adyacente a la al menos una salida de la artesa; y mover de forma vertical el vástago de tapón fuera y dentro de la al menos una salida de la artesa para controlar de ese modo el flujo de metal fundido a través de la misma; en el que el reductor de dicho vástago de tapón está ubicado verticalmente en el taladro axial, de forma que la salida del reductor se encuentra por debajo de la superficie del metal fundido en la artesa, cuando se mueve fuera y dentro el vástago de tapón en la al menos una salida de la artesa.

Se comprenderá que, durante las condiciones de estado estable de fundición, el nivel de metal fundido en una artesa permanece a una profundidad operativa sustancialmente constante, estando equilibrado el flujo de metal que entra de una cuchara por el flujo de metal que sale a un molde o a moldes. Se comprenderá que, durante su uso, se puede formar una capa (o capas) de escoria en la superficie del metal fundido. Normalmente, habrá una capa de escoria líquida directamente sobre la superficie del metal fundido, pero puede haber una capa adicional de polvo encima de la escoria líquida. Para los propósitos de la presente invención, a no ser que se especifique lo contrario, la referencia a la superficie del metal fundido en la artesa es, en realidad, a la superficie de cualquier capa de escoria líquida. Aunque los conjuntos individuales de artesa/tapón difieren, normalmente, durante su uso, la superficie del metal fundido (y de la capa de escoria) es de aproximadamente el 70-80% de la altura de la artesa, con el 60-70% inferior...

1. Un vástago (10) de tapón que comprende:

caracterizado porque la entrada (34) del reductor (32) está colocada más cerca del primer extremo (20) que del segundo extremo (16).

2. El vástago (10) de tapón conforme a la reivindicación 1, en el que la longitud axial del reductor (32) es menor que el 10% de la longitud del vástago (10) de tapón.

3. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la salida (35) del reductor (32) está separada del segundo extremo (16) del vástago (10) de tapón.

4. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reductor (32) está constituido por un tapón insertado dentro del taladro axial (18).

5. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reductor (32) comprende un material poroso.

6. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el reductor (32) comprende material no poroso y el pasadizo (38) está constituido por al menos un taladro a través del mismo.

7. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el pasadizo (38) está constituido por un taladro que es coaxial con el taladro axial (18) del vástago (10) de tapón.

8. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se proporciona una pluralidad de pasadizos (38).

9. El vástago (10) de tapón conforme a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el reductor (32) tiene una entrada (34) más estrecha que la salida (35).

10. Un aparato para controlar el flujo de metal fundido desde una artesa (62) que comprende:

11. Un procedimiento para controlar el flujo de metal fundido desde una artesa (62) que comprende:

en el que el reductor (32) de dicho vástago (10) de tapón está ubicado verticalmente dentro del taladro axial (18), de forma que la salida (35) del reductor (32) se encuentra por debajo de la superficie del metal fundido en la artesa (62), cuando el vástago (10) de tapón se mueve fuera y dentro de la al menos una salida (64) de la artesa.