Tapón de colada refractario cerámico.

Tapón de colada, refractario cerámico, que comprende:

a) un cuerpo del tapón de colada en forma de varilla (12) que define un eje longitudinal central del tapón decolada (A) y

b) por lo menos un conducto de alimentación de gas (16),

que se extiende en el interior de dicho cuerpo deltapón de colada (12) hacia un cabezal del tapón de colada (14), en el que

c) dicho por lo menos un conducto de alimentación del gas (16) se fusiona con un canal de gas cilíndrico (38)dentro de éste,

d) extendiéndose dicho canal de gas cilíndrico (38) concéntricamente al eje longitudinal central del tapón decolada (A) en el interior del cabezal del tapón de colada (14) hacia su superficie exterior libre.

Tapón de colada refractario cerámico.

La invención se refiere a un tapón de colada refractario cerámico (un dispositivo tapón de colada o buza) para controlar un flujo de metal fundido en un orificio de salida de un recipiente metalúrgico, tal como un recipiente para recibir la carga de dos cucharas.

El tipo genérico de tapones de colada refractarios cerámicos comprende un cuerpo del tapón de colada en forma de varilla, un extremo del cual está diseñado para la fijación a un mecanismo de elevación correspondiente mientras el otro extremo del cual está provisto por el denominado cabezal del tapón de colada. El cuerpo del tapón de colada en forma de varilla define un eje longitudinal central.

Es muy conocido en la fundición de acero instalar una varilla del tapón de colada de este tipo, la cual en muchos casos es una varilla del tapón de colada de una pieza, en una posición vertical, a fin de variar el área de la sección transversal de un orificio de salida asociado de un recipiente metalúrgico correspondiente mediante dicha acción de elevación. En la medida en que cualquier dirección se describe más adelante en este documento como "parte superior", "fondo", "extremos superior e inferior", siempre se refieren a la posición de utilización vertical como se representa en la figura 1 del dibujo adjunto.

Las varillas de los tapones de este tipo han sido también utilizadas para introducir un gas, tal como un gas inerte, esto es argón, en el interior del acero fundido para extraer inclusiones no metálicas de la colada fundida.

Según el documento EP 1 188 502 B1 el gas es alimentado a lo largo de un conducto central de alimentación del gas desde el extremo superior del tapón de colada hacia el cabezal del tapón de colada. Típicamente este conducto de alimentación de gas está provisto mediante un taladro central en el interior del cuerpo del tapón de colada. El documento EP 1 188 502 B1 proporciona diversas formas de realización para que el flujo de gas continúe hacia abajo a través del cabezal del tapón de colada hacia su superficie exterior y adicionalmente en el interior de la colada que lo rodea. Según la forma de realización de la figura 6 (a) de dicho documento EP 1 188 502 B1 el conducto principal de alimentación de gas se fusiona con un canal de gas individual de diámetro reducido dentro de éste, en donde dicho canal de gas se extiende a lo largo del eje longitudinal central del tapón de colada de modo que deja el cabezal del tapón de colada en su sección de la superficie más baja (técnica anterior: figura 1) .

Por consiguiente, el gas deja el dispositivo de tapón de colada en la dirección del eje longitudinal central. Alrededor de esta área de salida la colada de metal correspondiente tiene una velocidad relativamente baja lo cual tiene la desventaja de que el transporte de argón disminuye la velocidad y ocurre el denominado atascamiento (deposición de material solidificado) alrededor del orificio de salida de dicho canal de gas en la superficie exterior del cabezal del tapón de colada.

Según la forma de realización de la figura 6 (b) del documento EP 1 188 502 B1 el canal de gas individual es sustituido por una serie de canales del gas, todos empezando en el mismo punto, el cual está a lo largo del eje longitudinal central del tapón de colada, pero entonces divergen hacia la superficie exterior libre del cabezal del tapón de colada.

Este diseño únicamente reduce la incidencia del atascamiento. Las partículas de acero solidificado pueden cerrar los correspondientes canales del gas.

Es un objeto de la presente invención proporcionar un dispositivo de tapón de colada para controlar el flujo del metal fundido desde un recipiente el cual evita las desventajas anteriormente mencionadas y mejora la calidad del acero.

La invención empieza a partir de un tapón de colada refractario cerámico convencional del tipo genérico mencionado antes en este documento que comprende un cuerpo del tapón de colada en forma de varilla, que define un eje longitudinal central del tapón de colada y por lo menos un conducto de alimentación de gas, que se extiende en el interior de dicho cuerpo del tapón de colada hacia el cabezal del tapón de colada.

Según la invención el transporte adicional de gas (hacia abajo en el interior del cabezal del tapón de colada y a través de por lo menos un orificio de salida del canal de gas en el interior de la colada) se consigue mediante el siguiente diseño:

- dicha por lo menos un conducto de alimentación de gas se fusiona con un canal de gas cilíndrico dentro de éste,

- dicho canal de gas cilíndrico se extiende concéntricamente al eje longitudinal central del tapón de colada en el interior del cabezal del tapón de colada hacia su superficie exterior libre.

Contrariamente a los canales del gas discontinuos (taladros de soplado del gas) según la técnica anterior se proporciona un canal de gas cilíndrico en el interior del cabezal del tapón de colada (también denominada la parte de la vertedera del cuerpo del tapón de colada) . Dependiendo del diámetro de dicho canal de gas cilíndrico, especialmente en su un orificio de salida en forma de anillo, el gas es alimentado a una distancia precisa del punto más bajo del cabezal del tapón de colada (en su posición de utilización) y en la medida en que se coloca en un lugar en donde la colada de metal pasa con una velocidad incrementada.

Esto garantiza que el gas, que deja el tapón de colada (vertedera del tapón de colada) , es echado por la corriente de colada de metal sin el peligro de atascamiento.

La idea inventiva se basa en la característica técnica de proporcionar un orificio de salida en forma de anillo de un canal de gas en la superficie exterior del extremo inferior del cuerpo del tapón de colada la cual corresponde a la superficie exterior inferior del cabezal del tapón de colada (vertedera del tapón de colada) , la cual típicamente tiene un diseño curvado.

La muesca de gas debe correr a una cierta distancia del eje longitudinal central del cuerpo del tapón de colada, de tal modo que el gas deje el cabezal del tapón de colada en una posición por encima del punto más bajo del cabezal del tapón de colada, en donde la corriente que pasa de la colada tiene la velocidad más elevada. Esta distancia radial debe ser por lo menos diez veces la anchura de dicho canal de gas y puede ser 20 o 30 veces mayor. El tamaño específico puede ser aproximadamente 0, 5 - 8 cm, por ejemplo 1 - 6 cm.

Según una forma de realización la anchura del canal de gas, perpendicular a la dirección de alimentación del gas, es inferior a 1 mm, por ejemplo 0, 6, 0, 5, 0, 4 o 0, 3 mm y en la medida en que sea mucho menor que cualquier taladrado discontinuo como el canal de gas según la técnica anterior con un diámetro de típicamente entre 1 y 5 mm.

Debido a la geometría cilíndrica y la anchura pequeña del canal de gas el flujo de gas se efectúa entre una superficie caliente interior y una exterior, mejorando el intercambio de calor entre el cuerpo del tapón de colada y el gas, el cual sale del canal de gas con una temperatura mucho más elevada comparada con los dispositivos convencionales de la técnica anterior como se ha mencionado. El gas más caliente adicionalmente evita la solidificación de cualquier colada en la salida del canal de gas así como la infiltración de la colada en el interior del canal de gas.

En tanto en cuanto la invención se refiere a un "canal de gas cilíndrico" se debe observar que el término "cilíndrico" no necesariamente significa un cilindro de diámetro constante aunque ésta es una forma de realización posible.

Por consiguiente la invención proporcionan diversos diseños, tales como:

a) el canal de gas cilíndrico se extiende paralelo al eje longitudinal central del tapón de colada,

b) el canal de gas cilíndrico tiene un diámetro menor en su extremo en el interior del cabezal del tapón de colada y un diámetro mayor en su extremo a lo largo de la superficie exterior libre del cabezal del tapón de colada,

c) el canal de gas cilíndrico tiene un diámetro mayor en su extremo en el interior del cabezal del tapón de colada y un diámetro menor en su extremo a lo largo de la superficie exterior libre del cabezal del tapón de colada.

Las alternativas b) y c) incluyen canales del gas que se extienden por lo menos parcialmente radialmente al eje longitudinal central del tapón de colada. Todos los diseños de canales del gas incluyen la característica de un orificio de salida del gas en forma de anillo de dicho canal de gas en la superficie del cabezal del tapón de colada. La invención incluye formas de realización... [Seguir leyendo]

1. Tapón de colada, refractario cerámico, que comprende:

a) un cuerpo del tapón de colada en forma de varilla (12) que define un eje longitudinal central del tapón de colada (A) y

b) por lo menos un conducto de alimentación de gas (16) , que se extiende en el interior de dicho cuerpo del tapón de colada (12) hacia un cabezal del tapón de colada (14) , en el que 10 c) dicho por lo menos un conducto de alimentación del gas (16) se fusiona con un canal de gas cilíndrico (38) dentro de éste,

d) extendiéndose dicho canal de gas cilíndrico (38) concéntricamente al eje longitudinal central del tapón de 15 colada (A) en el interior del cabezal del tapón de colada (14) hacia su superficie exterior libre.

2. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1, en el que el canal de gas cilíndrico (38) se extiende en paralelo al eje longitudinal central del tapón de colada (A) .

3. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1, en el que el canal de gas cilíndrico (38) tiene un diámetro menor en su extremo en el interior del cabezal del tapón de colada (14) y un diámetro mayor en su extremo a lo largo de la superficie exterior libre del cabezal del tapón de colada (14) .

4. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1, en el que el canal de gas cilíndrico (38) tiene un diámetro mayor en su extremo en el interior del cabezal del tapón de colada (14) y un diámetro menor en su extremo a lo largo de la superficie exterior libre del cabezal del tapón de colada (14) .

5. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1 en el que el canal de gas cilíndrico (38) tiene una anchura, perpendicular a la dirección de alimentación del gas, de menos de 1 mm. 30

6. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1, en el que el canal de gas cilíndrico (38) tiene una anchura, perpendicular a la dirección de alimentación del gas, de menos de 0, 6 mm.

7. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 1, en el que el canal de gas cilíndrico (38) se

extiende entre un inserto (30) , dispuesto en el interior del cabezal del tapón de colada (14) , y el cuerpo del tapón de colada (12) .

8. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 7, en el que el inserto (30) comprende una primera sección (32) , que proporciona una superficie interior del canal de gas cilíndrico (38) y una segunda sección asociada (34) , que proporciona un límite (34b) de dicho por lo menos un conducto de alimentación del gas (16i) o en la que discurre dicho conducto de alimentación del gas (16i) .

9. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 7, en el que el inserto (30) es rotacionalmente simétrico. 45

10. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 7, en el que el inserto (30) está perfilado a lo largo de su superficie exterior.

11. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 10, en el que la superficie exterior de dicho inserto

(30) proporciona por lo menos un saliente (14d) , o por lo menos una depresión, que se ajusta con por lo menos una depresión (34d) correspondiente, o por lo menos un saliente correspondiente, a lo largo de una superficie interior (12w) correspondiente del cuerpo del tapón de colada (12) para conseguir una conexión en arrastre de forma entre el inserto (30) y el cuerpo del tapón de colada (12) .

12. Tapón de colada, refractario cerámico según la reivindicación 7, en el que dicho cuerpo del tapón de colada (12) que incluye el cabezal del tapón de colada (14) y dicho inserto (30) proporciona una unión química o cerámica continua o ambas.