Tobera de inmersión (2) que comprende:

- una valona que tiene una superficie axialmente más baja;

- estando adaptada dicha tobera de inmersión (2) para su cambio por una tobera de cambio mediante un aparato de cambio que tiene una serie de placas principales (7) que se extienden paralelas entre sí en el aparato de cambio, estando adaptadas dichas placas principales (7) para soportar dicha superficie inferior de la valona de dicha tobera de inmersión (2), siendo avanzada la tobera de cambio por el aparato de cambio contra dicha tobera de inmersión (2), para desplazar la mencionada tobera de inmersión (2), de manera que respectivos lados opuestos de dicha tobera de inmersión (2) se acoplan con las placas principales (7);

- comprendiendo además dicha tobera de inmersión (2):

- una superficie extrema axialmente superior, incluyendo dicha superficie extrema superior dicha valona (2b);

- un cuello dispuesto axialmente por debajo de dicha superficie extrema;

- una envolvente metálica (2d) que recubre dicho cuello;

- una abertura (2f) de suministro de metal fundido distanciada axialmente por debajo de dicho cuello;

- un primer saliente (2e) dispuesto sobre dicha envolvente metálica (2d) en dicho cuello, estando dicho saliente distanciado axialmente por debajo de dicha superficie extrema superior en una primera distancia predeterminada, estando dicho primer saliente alineado axialmente con dicha abertura (2f) de suministro de metal fundido; y

- un segundo saliente (2e) dispuesto sobre dicha envolvente metálica y distanciado axialmente por debajo de dicho primer saliente por una segunda distancia predeterminada, estando dicho segundo saliente alineado axialmente con dicha abertura (2f) para el metal fundido;

- extendiéndose dichos primer y segundo salientes (2e) circunferencialmente alrededor de dicha tobera (2) y siendo paralelos entre sí y paralelos a un eje que se extiende radialmente desde dicha tobera de inmersión (2); y

- una longitud circunferencial de dichos salientes (2e) es igual o superior a los dos tercios del diámetro interno del orificio de dicha tobera de inmersión (2)

Tobera de inmersión para un aparato de cambio de toberas de inmersión.

Sector técnico

La presente invención se refiere a una tobera de inmersión utilizada en la colada continua de metal fundido sobre una superficie de unión de un refractario dispuesto encima de la misma y cambiando la tobera de inmersión sin problemas en la operación de moldeo, haciendo referencia además a una tobera de inmersión y placa de cierre resistente al fuego a utilizar con la misma.

Antecedentes de la invención

De manera convencional, en el vertido y colada de metal fundido se han utilizado toberas de inmersión con el objetivo de impedir la oxidación de metal fundido, generación de inclusiones no metálicas y aparición de flujo turbulento y salpicaduras. La tobera de inmersión, dada su utilización bajo severas condiciones ya que su orificio establece contacto con el metal fundido circulante y la superficie externa está en contacto con el aire ambiente, sufre frecuentemente averías por erosión, fracturas o roturas. Simultáneamente, la alúmina o similar del acero fundido se adhiere y se deposita sobre la pared del orificio de la tobera de inmersión, estrechando de esta manera el paso de acero fundido. En casos graves, esto provoca el taponamiento, obligando a interrumpir la operación de colada. Por esta razón, si la colada está programada para larga duración, es necesario cambiar la tobera de inmersión durante la propia colada. El método general de cambio de una tobera de inmersión, incluye, por ejemplo, la retirada de la tobera de inmersión usada en una situación de suspensión de la colada, levantando la artesa de refractario para colocar una nueva tobera de inmersión, reanudando posteriormente la colada.

No obstante, recientemente ha aparecido la demanda de poder cambiar de manera rápida una tobera de inmersión durante la colada, con el objetivo de impedir el deterioro de la calidad del acero, como resultado de la interrupción de la colada o por inconvenientes inducidos debido a la reanudación de la misma. En la figura 20 se ha mostrado, por ejemplo, una realización del modelo de utilidad japonés número 3009112 en forma de un aparato para cambio rápido de una tobera de inmersión sin levantar la artesa durante la colada continua.

En este ejemplo, la tobera de inmersión (52) que se utiliza es forzada hacia arriba por las alineaciones de placas principales (51) dispuestas a ambos lados y retenidas en una situación de forzamiento sobre una superficie de unión (54) de una tobera superior (56). Cuando se cambia la tobera de inmersión (52), se empuja una nueva tobera de inmersión (52a) lateralmente por un empujador (58) acoplado al cilindro (57), cambiando, de esta manera, la tobera de inmersión (52) que se está utilizando. En este momento, dado que la nueva tobera de inmersión (52a), se desliza mientras está siendo forzada sobre la superficie de unión (54) de la tobera superior (56), incluso durante la colada, la tobera de inmersión puede ser cambiada de forma instantánea sin que se produzcan fugas de acero fundido.

No obstante, en el aparato de cambio de este ejemplo, la tobera superior y la tobera inferior son unidas a presión en superficies de las mismas de unión con el refractario. Se puede producir un intersticio entre las superficies de unión debido al desgaste local en la operación de cambio, dilatación térmica durante la utilización o variación en la exactitud superficial provocada en la fabricación. En caso de que se produzca el intersticio, se produce deterioro en la calidad del acero debido a la absorción del aire a través del intersticio o al peligro de fugas de acero fundido a través del mismo. De manera general, en la superficie de unión de una tobera de inmersión, la unión se realiza con intermedio de un elemento de estanqueidad con el objetivo de impedir estos problemas y asegurar una capacidad de estanqueidad suficiente. No obstante, en el aparato de cambio de este ejemplo, dado que la nueva tobera de inmersión, se desliza mientras es forzada sobre la tobera superior, el elemento de estanqueidad dispuesto en la tobera de inmersión sufre posiblemente arranques debidos a la tobera superior. Por lo tanto, es imposible aplicar un material de estanqueidad.

En el aparato de soporte para montaje a presión de una tobera de inmersión dado a conocer en el documento JP-B-2-49184, cuando se efectúa el cambio de una tobera de inmersión, se desplaza una nueva tobera de inmersión horizontalmente con una separación con respecto a una superficie de la unión del refractario superior y, en una determinada posición, es empujada verticalmente hacia arriba y retenida por la presión en la unión. En este aparato, al disponer previamente un elemento de estanqueidad sobre una superficie de unión de la nueva tobera de inmersión, el elemento de estanqueidad puede ser interpuesto entre las superficies de la unión de la tobera de inmersión y el refractario superior. No obstante, en este aparato, la tobera de inmersión es soportada por una pieza de soporte unida a presión de una estructura integrada con un armazón metálico, teniendo una estructura tal que en el cambio, la tobera de inmersión ya utilizada es liberada en primer lugar de la fuerza de unión a presión y bajada hacia abajo. Por esta razón, existe una preocupación por el problema de que, en caso de que el aparato se utilice para cambiar una tobera de inmersión en colada continua, el acero escapa por las fugas del refractario superior o hace imposible la retirada de metal solidificado suspendido alrededor del orificio de la tobera. Es decir, si el metal solidificado permanece alrededor del orificio de la tobera, se produce un intersticio en la superficie de unión con respecto a una nueva tobera de inmersión o se producen fuertes daños en la superficie de unión. Incluso en presencia de un elemento de estanqueidad, su función queda dificultada y, por lo tanto, se hace imposible obtener suficiente estanqueidad.

Además, en el documento JP-A-10-99947, en un aparato para el cambio de una tobera de inmersión usada por empuje hacia fuera mediante una nueva tobera de inmersión, la nueva tobera de inmersión se desplaza horizontalmente con una cierta separación con respecto a la superficie de unión de la tobera superior dispuesta por encima hasta llegar a una posición predeterminada y se une a presión en dicha posición predeterminada. Como consecuencia, se puede utilizar un elemento de estanqueidad. No obstante, en este aparato, dada la carga que produce la fuerza de unión a presión con respecto a la tobera de inmersión, tiene lugar solamente a la izquierda y derecha, un punto de una superficie lateral central de la tobera de inmersión y la tobera de inmersión durante movimiento paralelo pueden inclinarse debido a la resistencia o a la fuerza de flotación producida por el acero fundido, por lo que la fuerza de unión a presión no se aplica con facilidad, de manera regular, sobre todo el elemento de estanqueidad de la superficie de unión de la tobera de inmersión. Por lo tanto, existe un problema de dificultad en la estanqueidad.

Por otros documentos: USA 5,351,865 y BE-A3-1006191 se conoce una tobera de inmersión que comprende una valona con una superficie axialmente inferior que se puede cambiar por una tobera intercambiable, tal como es conocida. No obstante, estos documentos no indican la forma de sujeción firme de la tobera de inmersión.

Objeto de la invención

El problema a solucionar en la presente invención consiste en dar a conocer una tobera de inmersión para el cambio rápido de la tobera de inmersión durante la colada continua con un mecanismo que hace posible utilizar un elemento de estanqueidad con respecto a la superficie de unión, impidiendo las fugas de acero desde la tobera superior y cortando los depósitos de metal formados alrededor del orificio de la tobera, que además está constituido en una estructura de un aparato capaz de carga regular de una fuerza de unión a presión a la totalidad de la superficie de la unión, asegurando de esta manera, una mayor capacidad de estanqueidad en la superficie de la unión entre la tobera de inmersión y el refractario superior.

En un aparato de cambio de toberas de inmersión durante la colada, la valona de la tobera de inmersión está soportada por una cara inferior mediante una serie de placas principales dispuestas paralelamente en ambos lados de la misma, de manera que se efectúa una fuerza desde dichas placas para unir a presión la tobera de inmersión al refractario superior. Simultáneamente, al cambiar una tobera de inmersión en un aparato de cambio de toberas de inmersión para su extracción por empuje horizontal y cambiando...

1. Tobera de inmersión (2) que comprende:

- una valona que tiene una superficie axialmente más baja;

- estando adaptada dicha tobera de inmersión (2) para su cambio por una tobera de cambio mediante un aparato de cambio que tiene una serie de placas principales (7) que se extienden paralelas entre sí en el aparato de cambio, estando adaptadas dichas placas principales (7) para soportar dicha superficie inferior de la valona de dicha tobera de inmersión (2), siendo avanzada la tobera de cambio por el aparato de cambio contra dicha tobera de inmersión (2), para desplazar la mencionada tobera de inmersión (2), de manera que respectivos lados opuestos de dicha tobera de inmersión (2) se acoplan con las placas principales (7);

- comprendiendo además dicha tobera de inmersión (2):

- una superficie extrema axialmente superior, incluyendo dicha superficie extrema superior dicha valona (2b);

- un cuello dispuesto axialmente por debajo de dicha superficie extrema;

- una envolvente metálica (2d) que recubre dicho cuello;

- una abertura (2f) de suministro de metal fundido distanciada axialmente por debajo de dicho cuello;

- un primer saliente (2e) dispuesto sobre dicha envolvente metálica (2d) en dicho cuello, estando dicho saliente distanciado axialmente por debajo de dicha superficie extrema superior en una primera distancia predeterminada, estando dicho primer saliente alineado axialmente con dicha abertura (2f) de suministro de metal fundido; y

- un segundo saliente (2e) dispuesto sobre dicha envolvente metálica y distanciado axialmente por debajo de dicho primer saliente por una segunda distancia predeterminada, estando dicho segundo saliente alineado axialmente con dicha abertura (2f) para el metal fundido;

- extendiéndose dichos primer y segundo salientes (2e) circunferencialmente alrededor de dicha tobera (2) y siendo paralelos entre sí y paralelos a un eje que se extiende radialmente desde dicha tobera de inmersión (2); y

- una longitud circunferencial de dichos salientes (2e) es igual o superior a los dos tercios del diámetro interno del orificio de dicha tobera de inmersión (2).

2. Tobera de inmersión (2), según la reivindicación 1, en la que dicha primera distancia predeterminada es, por lo menos, de 95 mm por debajo de dicha superficie superior de dicha tobera de inmersión (2).

3. Tobera de inmersión (2), según la reivindicación 2, en la que dicha segunda distancia predeterminada está distanciada, como mínimo, 50 mm por debajo de dicha primera distancia predeterminada.

4. Tobera de inmersión (2), según la reivindicación 1, en la que dichos primer y segundo salientes tienen una configuración en sección circular.