CUCHARA DE TRATAMIENTO.

Una cuchara de tratamiento que comprende una cubierta de cuchara que contiene un revestimiento de cuchara refractario y generalmente tubular,

pudiendo dicha cuchara pivotar entre una posición horizontal y una posición vertical, presentando dicho revestimiento de cuchara un primer extremo y un segundo extremo con una pared lateral continua entre ellos, estando definido un espacio interior entre dicho primer y segundo extremos y la pared lateral continua, comprendiendo dicho revestimiento de cuchara de manera adicional una cavidad para albergar un agente de tratamiento, estando dicha cavidad ubicada adyacente al primer extremo y en comunicación fluida con el espacio interior y colocada más próxima a la parte superior que a la parte inferior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal y más próxima a la parte inferior que a la parte superior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical, y un canal de colada para recibir y verter el metal fundido ubicado más próximo a la parte superior que a la parte inferior del espacio interior cuando al cuchara se encuentra en sus posiciones horizontal y vertical, en la que en la posición horizontal, el volumen menor del espacio interior definido por debajo de un plano a mitad de camino entre el parte superior y la parte inferior del espacio interior y entre el primer extremo y un plano vertical intermedio entre el primer y segundos extremos es mayor que el volumen superior del espacio interior definido por encima del plano a mitad de camino y entre el primer extremo y dicho plano vertical

Cuchara de tratamiento La presente invención se refiere a una cuchara para el tratamiento de metal fundido con aditivos vaporizables, en particular, a una cuchara para el tratamiento de hierro con magnesio (Mg) para formar hierro dúctil.

El hierro dúctil, también conocido como hierro de grafito esferoidal o hierro nodular, se fabrica mediante tratamiento de hierro líquido con un denominado nodularizador (o nodulizador) antes de la colada. El nodularizador favorece la precipitación de grafito en forma de nódulos individuales. En la práctica, normalmente el nodularizador contiene magnesio, en forma de magnesio puro, o en forma de aleación, tal como magnesio-ferrosilicio (aleación de MgFeSi)

o níquel-magnesio (aleación de NiMg) , que puede contener metales de las tierras raras. En un procedimiento típico, se añade magnesio al hierro líquido para aportar un contenido de magnesio residual de aproximadamente 0, 04 %, se inocula el hierro y se cuela. Resulta difícil añadir magnesio al hierro ya que el magnesio ebulle a una temperatura relativamente baja (1090 oC) de manera que se produce una agitación violenta del hierro líquido y una pérdida considerable de magnesio en forma de vapor.

Se han desarrollado varios procedimientos para preparar hierro dúctil, que incluyen:

La cuchara sandwich – la aleación de tratamiento se encuentra presente en un rebaje en la parte inferior de la cuchara y se encuentra cubierta con chatarra de acero. Se puede cubrir la cuchara, por ejemplo, con una cubierta de artesa refractaria. Posteriormente se vierte el hierro en el interior de la cuchara y se ralentiza la reacción con la aleación de tratamiento por medio de la barrera de chatarra de acero. Este procedimiento es simple y se usa ampliamente, aunque las tasas de recuperación de Mg no son constantes. Además, resulta necesario usar más nodularizador para conseguir de forma satisfactoria el nivel deseado de tratamiento. Pistón – se sumerge la aleación de tratamiento en la cuchara usando una campana de pistón refractaria. Este procedimiento únicamente resulta práctico para grandes cantidades de metal. Convertidor – se colocar el nodularizador en un orifico en la base de la cuchara cilíndrica. Se llena la cuchara con hierro líquido mientras se encuentra en orientación horizontal, se sella y se hace rotar hasta la posición vertical de manera que el magnesio quede sumergido bajo el hierro. Tratamiento con alambre con nucleo – se alimenta de forma mecánica el alambre que contiene en nodularizador (por ejemplo aleación de MgFeSi) en el interior del hierro usando una estación de construida para tal fin. Tratamiento en el interior de molde – se coloca el nodularizador (por ejemplo aleación de FeMgSi) en una cámara moldeada en el interior del sistema en operación de manera que el hierro es tratado de forma continua a medida que fluye sobre la aleación.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una cuchara para el tratamiento de metal con aditivos vaporizables.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para el tratamiento de un metal fundido con aditivos vaporizables.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una cuchara de tratamiento que comprende una cubierta de cuchara que contiene un revestimiento de cuchara generalmente tubular y refractario, pudiendo dicha cuchara pivotar entre una posición horizontal y una posición vertical, presentando dicho revestimiento de cuchara un primer extremo y un segundo extremo con una pared lateral continua entre ellos, quedando un espacio interior definido entre dicho primer y segundo extremos y la pared lateral continua,

comprendiendo de manera adicional dicho revestimiento de cuchara una cavidad para albergar un agente de tratamiento, estando dicha cavidad ubicada en posición adyacente al primer extremo y en comunicación fluida con el espacio interior y ubicada más cerca de la parte superior que de la parte inferior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal y más cerca de la parte inferior que de la parte superior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical, y un canal de colada para recibir y verter el metal fundido ubicado más próximo a la parte superior que a la parte inferior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en sus posiciones horizontal y vertical, en la que en posición horizontal, el volumen inferior del espacio interior por debajo del plano a mitad de camino entre la parte superior y la parte inferior del espacio interior y entre el primer extremo y un plano vertical intermedio entre el primer y segundo extremos es mayor que el volumen superior del espacio interior definido por encima del plano a mitad de camino entre el primer extremo y dicho plano vertical.

A partir de lo anterior, debe entenderse que en la posición vertical, el primer extremo del revestimiento de la cuchara constituye el punto inferior del espacio interior.

Durante el uso, el agente de tratamiento se coloca en la cavidad y la cuchara se llena con el metal fundido mientras que se encuentra en posición horizontal. En general, la cuchara se encuentra medio llena de forma que el metal fundido se llene hasta una altura que corresponde al plano que se encuentra a mitad de camino. Posteriormente, se pivota 90º la cuchara hasta la posición vertical de manera que el metal fluya al interior de la cavidad que contiene el agente de tratamiento. El agente de tratamiento se vaporiza tras el contacto con el metal fundido y borbotea a través de la cabeza del metal por encima de la cavidad. Posteriormente, la cuchara se pivota de nuevo con el fin de repartir el metal fundido tratado a través del canal de colada. En una realización particular, la cuchara se pivota más que 90º desde la posición horizontal, a través de la posición vertical, hasta una tercera posición en la que se dispensa el metal fundido tratado (posición de dispensación) .

La cuchara de la presente invención resulta útil ya que minimiza el área superficial de metal que queda expuesta al aire cuando la cuchara se encuentra en posición horizontal. La reducción del área superficial se encuentra asociada a la reducción de pérdida de calor del metal. Si se reduce la pérdida de calor, el metal se puede verter en el interior de la cuchara a una temperatura más baja, reduciendo de este modo el desgaste del revestimiento refractario y de otros aparatos de fundición. Una temperatura más baja a la hora de verter en el interior de la cuchara también favorece una menor expansión del vapor de magnesio, lo que reduce la violencia de la reacción (entre el magnesio y el metal caliente) . Se piensa que esto mejora la recuperación de magnesio, ya que se mantiene de forma eficaz mayor cantidad de vapor de magnesio en el interior del hierro líquido, y se reduce la pérdida de temperatura después del tratamiento ya que una menor violencia de reacción significa que existe menos contacto del metal con la atmósfera que se encuentra más fría.

Otra ventaja de la cuchara de la presente invención es que maximiza la cabeza de metal que se encuentra por encima del agente de tratamiento cuando la cuchara se encuentra en posición vertical. Una mayor cabeza de metal se asocia a una reducción de la violencia de la reacción entre el metal y el agente de tratamiento y, en el caso de un agente de tratamiento que contenga magnesio, una recuperación de magnesio mejor y más constante.

Debe entenderse que las ventajas de la presente invención se obtienen debido a la forma del revestimiento de la cuchara, en particular a la forma de las partes del revestimiento de la cuchara que se encuentran en contacto con el metal fundido cuando se llena la cuchara (posición horizontal) y cuando el metal fundido está siendo tratado (posición vertical) . Se escoge un plano vertical (intermedio entre el primer y segundo extremos del revestimiento cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal) con el fin de evaluar la forma del revestimiento de la cuchara. Se debe escoger el plano vertical de manera que represente el corte transversal típico del revestimiento de la cuchara. Cuando el revestimiento de la cuchara presenta forma regular de manera que el corte transversal de la pared lateral continua sea constante a lo largo de su longitud, se puede escoger el plano vertical en cualquier punto entre el primer y segundo extremos. De manera conveniente, el plano vertical puede ser equidistante entre el primer y segundo extremos del revestimiento cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal.... [Seguir leyendo]

1. Una cuchara de tratamiento que comprende una cubierta de cuchara que contiene un revestimiento de cuchara refractario y generalmente tubular, pudiendo dicha cuchara pivotar entre una posición horizontal y una posición vertical,

presentando dicho revestimiento de cuchara un primer extremo y un segundo extremo con una pared lateral continua entre ellos, estando definido un espacio interior entre dicho primer y segundo extremos y la pared lateral continua, comprendiendo dicho revestimiento de cuchara de manera adicional una cavidad para albergar un agente de tratamiento, estando dicha cavidad ubicada adyacente al primer extremo y en comunicación fluida con el espacio interior y colocada más próxima a la parte superior que a la parte inferior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal y más próxima a la parte inferior que a la parte superior del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical, y un canal de colada para recibir y verter el metal fundido ubicado más próximo a la parte superior que a la parte inferior del espacio interior cuando al cuchara se encuentra en sus posiciones horizontal y vertical, en la que en la posición horizontal, el volumen menor del espacio interior definido por debajo de un plano a mitad de camino entre el parte superior y la parte inferior del espacio interior y entre el primer extremo y un plano vertical intermedio entre el primer y segundos extremos es mayor que el volumen superior del espacio interior definido por encima del plano a mitad de camino y entre el primer extremo y dicho plano vertical.

2. La cuchara de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la cavidad se extiende desde el primer extremo del revestimiento de la cuchara hacia fuera del espacio interior.

3. La cuchara de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la proporción del volumen inferior con respecto al volumen superior es de al menos 1, 5:1.

4. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la proporción de la altura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical con respecto a la altura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal es de al menos 2:1.

5. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la proporción de la altura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical con respecto a la altura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición horizontal no es más que 6:1.

6. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cavidad se extiende desde el primer extremo del revestimiento de la cuchara hacia fuera del espacio interior y la proporción de la atura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical con respecto a la longitud de la cavidad es de al menos 2:1.

7. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pared lateral está definida por tres o más partes de pared de forma que el corte transversal de la pared lateral continua sea considerablemente poligonal.

8. La cuchara de acuerdo con la reivindicación 7, en la que la pared lateral continua está definida por tres partes de pared, de forma que el corte transversal de la pared lateral continua sea considerablemente triangular.

9. La cuchara de acuerdo con la reivindicación 7 ó 8, en la que las esquinas del polígono son redondeadas y/o los lados del polígono están curvados hacia afuera.

10. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pared lateral continua está definida por tres partes de pared lateral, de manera que el corte transversal de la pared lateral es considerablemente triangular y la proporción de la altura del espacio interior cuando la cuchara se encuentra en su posición vertical con respecto a al longitud de al menos una de las partes de la pared lateral es de al menos 1, 5:1.

11. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pared lateral es de construcción unitaria.

12. La cuchara de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la cubierta de la cuchara y el revestimiento de la cuchara presentan considerablemente la misma forma.

13. Un procedimiento para el tratamiento de metal fundido que comprende cargar la cuchara de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 colocando un agente de tratamiento en la cavidad, llenar la cuchara con metal fundido mientras se encuentra en su posición horizontal hasta un nivel por debajo de la cavidad, y pivotar la cuchara hasta su posición vertical de manera que el metal fundido fluya sobre el agente de tratamiento de la cavidad.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la cuchara se pivota más que 90º desde la posición horizontal,

a través de la posición vertical hasta una posición de reparto en la que el metal tratado es repartido a través del canal de colada.

15. El procedimiento de la reivindicación 13 ó 14, en el que el agente de tratamiento es un nodularizador.