TUBO DE COLADA, DISPOSITIVO DE EMPUJE DE UN TUBO DE COLADA E INSTALACIÓN DE COLADA.

Tubo de colada (1) para un dispositivo de inserción y/o extracción de tubos,

en la que el tubo está constituido por una parte tubular (3) que define un canal de colada (6), y en su extremo superior, por una placa (2) provista de un orificio que define un canal de colada (6), comprendiendo dicha placa (2) una cara superior que contacta con el elemento corriente arriba (9) del canal de colada y una cara inferior que forma la interfaz con la parte superior de la parte tubular (3) del tubo; comprendiendo dicha placa (3) dos caras planas de soporte (5) situadas a ambos lados del canal (6) de colada y caracterizado porque dichas dos caras de soporte (5) forman con el eje (7) del canal de colada un ángulo â de 20º a 80º.

Tubo de colada, dispositivo de empuje de un tubo de colada e instalación de colada.

La presente invención se refiere a un tubo de colada para la transferencia de un metal fundido de un recipiente metalúrgico superior hacia un recipiente metalúrgico inferior. En particular, se refiere a un tubo de colada de material refractario para la transferencia de acero líquido de una artesa a una lingotera o alternativamente de una cuchara de colada a una artesa.

Los tubos de colada diseñados para transferir el metal fundido de un recipiente metalúrgico hacia otro protegiendo mientras tanto el metal contra los ataques químicos y asilándolo térmicamente de la atmósfera circundante son elementos de desgaste sometidos a fortísimos esfuerzos hasta el punto de que su duración en servicio puede limitar el tiempo de colada. Los dispositivos de inserción y/o extracción de los tubos descritos recientemente en el estado de la técnica han permitido resolver este problema (véase por ejemplo las patentes europeas números 192.019 y 441.927). Por ejemplo, en cuanto la erosión de la pared externa del tubo en las cercanías del menisco llega a un cierto nivel, el tubo desgastado se cambia por otro nuevo en un periodo de tiempo suficientemente corto para no tener que interrumpir la colada.

Generalmente, en estos dispositivos, se puede usar un tubo de colada constituida por una parte tubular que define un canal de colada, y en su extremo superior, por una placa provista de un orificio que define un canal de colada, comprendiendo dicha placa una cara superior que contacta con el elemento corriente arriba del canal de colada y una cara inferior que forma la interfaz con la parte inferior del tubo, comprendiendo dicha cara inferior dos caras planas de soporte situadas a ambos lados del canal de colada.

El tubo de colada está diseñado para deslizarse por guías contra la cara inferior plana, bien de un orificio de colada tal como un tubo interno, bien de una placa inferior fija a dicho orificio de colada, o de una placa fija asegurada a un dispositivo de control del flujo de colada insertada entre el orificio de colada (por ejemplo, tubo interno) y el tubo de colada. Es evidente que en el contexto de la presente invención, cuando se hace referencia a un tubo de colada, se trata de este tubo cuya pared está diseñada para deslizarse en un dispositivo y no a un tubo fijo como un tubo interno.

Los dispositivos conocidos y en particular el descrito en el documento EP 192.019 prevén que el tubo de colada se monte de manera deslizante sobre guías capaces de transmitir una fuerza de empuje hacia arriba (dispositivo de empuje). Esta fuerza de empuje se obtiene mediante muelles dispuestos a una cierta distancia del orificio de colada y que accionan palancas o balancines. Estos últimos transmiten la fuerza de empuje a las caras planas de soporte de la placa del tubo de colada. Esta fuerza de empuje dirigida arriba empuja de manera relativamente estanca la placa del tubo de colada contra el elemento refractario corriente arriba, en particular un tubo interno o una placa refractaria.

Por ejemplo, el documento US-A1-5.688.425 muestra un tubo de colada para un dispositivo de inserción y/extracción de tubos, en el que el tubo está constituido con una parte tubular que define un canal de colada y, en su extremo superior, por una placa provista con un orificio que define un canal de colada, comprendiendo dicha placa una superficie superior que contacta con el elemento corriente arriba del canal de colada y una superficie inferior que forma la interfaz con la parte superior de la parte tubular del tubo, comprendiendo dicha placa dos superficies de soporte situadas a ambos lados del canal de colada. De acuerdo con este documento, las dos superficies de soporte forman con el eje de colada un ángulo de 90º.

Los tubos de colada pueden ser monobloque o pueden estar constituidos por un conjunto de varios elementos refractarios.

En la mayoría de los casos, la superficie inferior de la placa y el extremo superior de la parte tubular del tubo están protegidos por una carcasa metálica.

Sin embargo, se constata a menudo que pueden aparecer fisuras o microfisuras al nivel de la unión entre el elemento tubular y la placa, localizadas en el extremo superior del elemento tubular. Estas fisuras pueden surgir en el momento de la prestación de servicio al tubo o durante su utilización. La fisuración puede tener su origen en un exceso de tensiones térmicas, tensiones mecánicas o tensiones termomecánicas. Estas tensiones se generan por las fuerzas ejercidas para mantener el tubo en el dispositivo, por vibraciones y por el flujo del metal líquido.

En determinados casos, estas fisuras inducen la rotura del elemento. En otros casos, y aunque estas fisuras tengan un tamaño ínfimo, es preciso tenerlas en cuenta. El estrangulamiento generado por el flujo de metal líquido en el tubo crea efectivamente una baja presión e induce, consiguientemente, una aspiración importante del aire ambiente. El oxígeno o incluso el nitrógeno atmosférico son importantes fuentes de contaminación del metal líquido, en particular del acero. Además, bajo la acción combinada del oxígeno y temperaturas muy elevadas, el material refractario se puede degradar considerablemente en el nivel de entrada del oxígeno, es decir, al nivel de fisura. Este deterioro incrementa aún más el deterioro local del material refractario y ensancha la fisura hasta el punto de que puede ser necesario detener la colada.

Existen en el estado de la técnica diferentes medios para aumentar la resistencia del tubo a la fisuración.

Se conocen materiales refractarios que tienen una mayor resistencia a la fisuración. Sin embargo estos materiales son generalmente sensibles a otros fenómenos como la erosión o la corrosión.

Otra solución revelada en el documento WO/0035614 es el uso de una carcasa metálica reforzada en su parte inferior por medios mecánicos que aumentan su rigidez.

El documento EP 1.133.373 describe un tubo que comprende una región intermedia absorbente del choque entre la carcasa metálica y el tubo refractario. Esta región está se compone de un material cuyas propiedades térmicas son tales, que éste permanece sólido a las temperaturas ambientes pero experimenta deformaciones a temperaturas elevadas. Esta región amortiguadora reduce el riesgo de formación de fisuras o microfisuras generadas por las tensiones termomecánicas que aparecen al comienzo de la colada.

A pesar de los beneficios aportados a la técnica por las soluciones descritas anteriormente y sus continuas mejoras durante estos últimos años, todavía hay algunos problemas.

Efectivamente, en los dispositivos conocidos para la inserción o extracción del tubo, la placa está siempre sometida a tensiones de flexión importantes que pueden ser responsables de la formación de fisuras en el extremo superior de la parte tubular. Se ha observado, por supuesto, que la placa superior se puede deformar por flexión alrededor de un eje paralelo a la dirección de las guías por las que se desliza dicha placa.

Las soluciones descritas anteriormente permiten atenuar estas tensiones de flexión deteniéndolas o diluyéndolas y actuando sobre el propio material o sobre las técnicas de montaje de los tubos. Estas soluciones son costosas y no son totalmente satisfactorias.

La presente invención tiene como objetivo un tubo de colada cuya forma se adapta para resistir mejor a las tensiones impuestas por su uso y en particular las tensiones asociadas al mantenimiento del tubo en el dispositivo.

El tubo tiene también una forma adaptada para recibir un dispositivo de empuje que genera un perfil de tensiones favorables.

En particular, la presente invención tiene como objetivo un tubo de colada para dispositivo de inserción y extracción de un tubo, en el que el tubo está constituido por una parte tubular que define un canal de colada y, en su extremo superior, por una placa, provista de un orificio que define un canal de colada, comprendiendo dicha placa una cara superior que contacta con el elemento corriente arriba del canal de colada y una cara inferior que forma la interfaz con la parte tubular de dicho tubo; comprendiendo dicha placa dos caras planas de soporte situadas en la parte opuesta a la cara superior de la placa y situadas a ambos lados del canal de colada. Este tubo se caracteriza porque dichas dos caras forman con el eje del canal de colada un ángulo β de 20º a 80º. La parte tubular... [Seguir leyendo]

1. Tubo de colada (1) para un dispositivo de inserción y/o extracción de tubos, en la que el tubo está constituido por una parte tubular (3) que define un canal de colada (6), y en su extremo superior, por una placa (2) provista de un orificio que define un canal de colada (6), comprendiendo dicha placa (2) una cara superior que contacta con el elemento corriente arriba (9) del canal de colada y una cara inferior que forma la interfaz con la parte superior de la parte tubular (3) del tubo; comprendiendo dicha placa (3) dos caras planas de soporte (5) situadas a ambos lados del canal (6) de colada y caracterizado porque dichas dos caras de soporte (5) forman con el eje (7) del canal de colada un ángulo β de 20º a 80º.

2. Tubo de colada según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas dos caras (5) de soporte son paralelas al eje del cambio del tubo.

3. Tubo de colada según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichas dos caras (5) forman con el eje (7) del canal de colada un ángulo β de 30º a 60º.

4. Tubo de colada según la reivindicación 3, caracterizado porque dichas dos caras (5) forman con el eje (7) del canal de colada un ángulo β de aproximadamente 45°.

5. Tubo de colada según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la placa (2) es asimétrica respecto del plano perpendicular a las caras (5) de soporte de la placa (2) del tubo y comprende el eje (7) del canal de colada.

6. Dispositivo de inserción y/o extracción de un tubo de colada (1) caracterizado porque comprende un dispositivo (8) de empuje capaz de actuar sobre ambas caras (5) planas de soporte de un tubo (1) de colada como se define en la reivindicación 1 en posición de colada y un dispositivo de guiado que comprende una superficie de soporte que forma con el eje (7) del canal de colada un ángulo β de 20º a 80º.

7. Dispositivo de inserción y/o extracción según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende un dispositivo (8) de empuje en el que la fuerza (4) de empuje es aplicada directamente contra la superficie (5) de soporte por muelles (11).

8. Instalación de colada que comprende un dispositivo de cambio de tubos caracterizado porque comprende un tubo de colada (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7.