Tubo para verter metal líquido y conjunto de tubo y estructura metálica.

Tubo (10) para verter metal líquido desde un recipiente metalúrgico (18),

delimitando el tubo un canal vertedor (12) que tiene un eje vertedor (X), que comprende una parte corriente abajo (14) en la que el canal vertedor tiene un diámetro conocido como el diámetro de salida (Dout) y una parte corriente arriba (16) que está definida como que es esa parte del tubo la que está situada entre un plano superior transversal (Psup) que es tangencial al extremo superior (20) del tubo y un plano inferior transversal (Pinf) que está situado a una distancia (L), conocida como la distancia umbral, del plano superior transversal (Psup), donde la distancia umbral tiene una dimensión mayor de cuatro veces el diámetro de salida (Dout), donde la parte corriente arriba (16) es abocardada y está configurada de tal manera que:

- su extremo superior (20, 20') tiene una forma de conjunto convexa en la dirección axial (X) y tiene una superficie (20a, 20'a) de intersección con el plano superior transversal (Psup), cuyo ancho (e) en la dirección radial (Y) es menor que la mitad del diámetro de salida (Dout),

- la parte corriente arriba (16) está incluida dentro de un primer volumen correspondiente a la parte complementaria de un volumen frustocónico con simetría axial (V1), que tiene como su eje el eje vertedor (X) y cuya generatriz forma un ángulo alfa (α ) mayor que 5º con el eje vertedor (X), donde la base pequeña (22) del volumen frustocónico (V1) corresponde a la superficie de intersección del plano inferior transversal con el canal vertedor (12),

- la parte corriente arriba (16) está incluida dentro de un segundo volumen (V2) delimitado por una superficie de revolución generada por un trapezoide isósceles (24) que gira alrededor del eje vertedor (X), donde la base pequeña (26) del trapezoide está situada en el plano superior transversal (Psup) que tiene como su centro el centro (C) del extremo superior (20) del tubo y como su dimensión un ancho (E) igual a la mitad del diámetro de salida (Dout), donde la base grande (28) del trapezoide está situada en el plano inferior transversal (Pinf) y los dos lados no paralelos (30, 32) del trapezoide forman conjuntamente un ángulo beta (β) menor que 30º.

Tubo para verter metal líquido y conjunto de tubo y estructura metálica La presente invención se refiere al campo técnico de la colada continua de metal líquido. En particular, se refiere a un tubo para verter metal líquido desde un recipiente metalúrgico.

El estado de la técnica ya divulga una instalación para la colada de metal líquido, sobre todo de acero líquido, en cuya instalación el metal se transfiere desde un primer recipiente metalúrgico a un segundo recipiente. Por ejemplo, el metal se transfiere desde una cuchara de colada a un distribuidor o aún desde un distribuidor a unos moldes de colada. Para transferir el líquido entre los dos recipientes, en general se hace uso de un tubo, tal como un tubo vertedor, que se mantiene presionado contra el primer recipiente, por ejemplo contra una válvula de control de flujo colocada en el fondo de este recipiente.

En general, cuando el tubo de colada se aproxima contra el recipiente, se detiene el vertido. Sin embargo, algunas veces el tubo se aproxima o se retira mientras se vierte el metal, por ejemplo para evitar el endurecimiento del metal como resultado de la detención del vertido, o alternativamente si se hace uso de unas placas calibradas que no se pueden cerrar.

Sin embargo, aproximar o retirar el tubo durante el proceso de vertido es una empresa riesgosa debido a que el chorro puede salpicar y lesionar a un operador.

En particular, un objeto de la presente invención es proponer una instalación de colada más segura.

Para este fin, un objeto relevante de la invención es un tubo para verter metal líquido desde un recipiente metalúrgico, donde el tubo delimita un canal vertedor que tiene un eje vertedor, donde el tubo comprende una parte corriente abajo, en la que el canal vertedor tiene un diámetro conocido como el diámetro de salida, y una parte corriente arriba que está definida como que es esa parte del tubo que está situada entre un plano superior transversal que es tangencial al extremo superior del tubo y un plano inferior transversal que está situado a una distancia conocida como la distancia umbral del plano superior transversal, donde la distancia umbral tiene una dimensión cuatro veces mayor que el diámetro de salida, donde la parte corriente arriba es abocardada. El tubo está configurado tal manera que:

- su extremo superior tiene una forma de conjunto convexa en la dirección axial y tiene una superficie de intersección con el plano superior transversal, cuyo ancho (e) en la dirección radial es menor que la mitad del diámetro de salida, -la parte corriente arriba está incluida dentro de un primer volumen correspondiente a la parte complementaria de un volumen frustocónico con simetría axial, que tiene como su eje el eje vertedor y cuya generatriz forma un ángulo alfa (ï?¡) mayor que 5º con el eje vertedor, donde la base pequeña del volumen frustocónico corresponde a la superficie de intersección del plano inferior transversal con el canal vertedor, -la parte corriente arriba está incluida dentro de un segundo volumen delimitado por una superficie de revolución generada por un trapezoide isósceles que gira alrededor del eje vertedor, donde la base pequeña del trapezoide está situada en el plano superior transversal que tiene como su centro el centro del extremo superior del tubo y como su dimensión un ancho igual a la mitad del diámetro de salida, donde la base grande del trapezoide está situada en el plano inferior transversal y los dos lados no paralelos del trapezoide forman conjuntamente un ángulo beta (ï?¢) menor que 30º .

Gracias a la forma espacial propuesta anteriormente en el presente documento para la parte corriente arriba del tubo, es posible limitar las salpicaduras o hacer que las salpicaduras sean menos peligrosas en el momento cuando el tubo, que está siendo aproximado o retirado durante el vertido, interseca el chorro de metal líquido. En particular, gracias a la forma convexa y de ancho estrecho del extremo superior, el chorro que interseca el tubo se dirige hacia abajo en cada lado del tubo, lo que es menos peligroso que cuando el extremo es plano y grueso, o aún cóncavo, como en los casos tales en los que el chorro se pulveriza hacia la parte superior del tubo y se corre el riesgo de que alcance a un operador, especialmente a la altura de la cara. Además, gracias a la relativamente gran longitud de la parte abocardada y al hecho de que la misma está situada dentro de un cierto volumen, la parte corriente arriba tiene superficies con la capacidad de canalizar el chorro hacia la parte corriente abajo del tubo. Específicamente, gracias al volumen propuesto anteriormente en el presente documento para la parte corriente arriba abocardada, esas partes del chorro que rebotan en la superficie interna de la parte corriente arriba muy probablemente intersecan luego alguna otra parte de esta superficie y luego fluyen hacia abajo dentro de la parte corriente arriba impidiendo entonces que sean expulsadas del tubo. En particular, el volumen frustocónico de ángulo alfa define una primera zona de exclusión en la que no hay pared del tubo, garantizando que la parte corriente arriba está lo suficientemente abocardada como para tener la capacidad de recolectar una proporción significativa del chorro que sale del recipiente. Además, el segundo volumen definido por el trapezoide, cuyos lados forman el ángulo beta, en primer lugar garantiza que la parte corriente arriba no está demasiado abocardada, porque si lo estuviera esas partes del chorro que rebotan en el interior de la parte corriente arriba tendrían el riesgo de ser expulsadas del tubo, y en segundo lugar que la superficie exterior de la parte corriente arriba no tiene salientes que intersequen el chorro y eso

puede hacer que el metal rebote hacia la parte superior del tubo.

Se hace notar que el ancho del extremo superior y que el segundo volumen están definidos según el diámetro de salida del chorro en la parte corriente abajo y esto es particularmente ventajoso. La razón de esto es que el valor de estos parámetros está definido más precisamente porque resulta que cuanto más estrecho es el chorro, el ancho y el volumen necesitan ser más pequeños y viceversa.

Se debe entender que las direcciones corriente arriba y corriente abajo están definidas con referencia a la dirección en la que fluye el líquido. Es más, se puede apreciar que la dirección axial del tubo coincide con la dirección de la gravedad cuando el tubo está en la posición vertedora, presionada contra el recipiente. También se debe entender que la expresión "la parte corriente arriba está incluida dentro de un volumen" significa que el material que delimita al tubo, a saber, un material refractario, está dentro de este volumen. La superficie interior del tubo está indicada por la superficie que delimita el canal vertedor del tubo. Se hace notar que el tubo se puede unir directamente al recipiente o aún indirectamente cuando está unido a un componente intermedio que está sujeto al recipiente. Además, se observa que el extremo superior del tubo es un extremo a través del cual el tubo se acopla al recipiente que corresponde a la parte superior del tubo en la dirección axial.

El tubo puede además comprender una o más de las siguientes características cuando se lo considera por sí solo o en combinación unos con otros.

- La distancia umbral tiene una dimensión de aproximadamente cinco veces el diámetro de salida.

- El ángulo alfa tiene entre 5 y 15º , preferentemente entre 5 y 10º , preferentemente tiene aproximadamente 7º .

- El ángulo beta tiene entre 10 y 30º , preferentemente entre 15 y 25º , preferentemente tiene aproximadamente 20º .

De acuerdo con una forma de realización de la invención, la pared externa en la parte corriente arriba del tubo comprende un radio de curvatura en la transición cónica (es decir, la separación entre el extremo superior del tubo y el resto de la parte corriente arriba) para guiar el flujo de metal líquido a lo largo de la pared externa del tubo. En tal caso, es ventajoso que el dispositivo de retención no interfiera con el chorro de metal líquido que fluye a lo largo de la pared. En una variante se elimina el radio. En su lugar, la transición cónica toma la forma o un borde puntiagudo. El resultado es una separación del flujo de la pared externa del tubo y, en consecuencia, una desviación del chorro de metal líquido respecto de la pared externa del tubo en una dirección contraria al dispositivo de retención. De ese modo se reducen las salpicaduras debidas al chorro de metal líquido que rebota en el dispositivo de retención. En aún otra variante diseñada para minimizar el contacto del chorro de metal líquido con el dispositivo de retención, la... [Seguir leyendo]

REIVINDICACIONES.

1. Tubo (10) para verter metal líquido desde un recipiente metalúrgico (18) , delimitando el tubo un canal vertedor (12) que tiene un eje vertedor (X) , que comprende una parte corriente abajo (14) en la que el canal vertedor tiene un diámetro conocido como el diámetro de salida (Dout) y una parte corriente arriba (16) que está definida como que es esa parte del tubo la que está situada entre un plano superior transversal (Psup) que es tangencial al extremo superior (20) del tubo y un plano inferior transversal (Pinf) que está situado a una distancia (L) , conocida como la distancia umbral, del plano superior transversal (Psup) , donde la distancia umbral tiene una dimensión mayor de cuatro veces el diámetro de salida (Dout) , donde la parte corriente arriba (16) es abocardada y está configurada de tal manera que:

- su extremo superior (20, 20') tiene una forma de conjunto convexa en la dirección axial (X) y tiene una superficie (20a, 20â?a) de intersección con el plano superior transversal (Psup) , cuyo ancho (e) en la dirección radial (Y) es menor que la mitad del diámetro de salida (Dout) , -la parte corriente arriba (16) está incluida dentro de un primer volumen correspondiente a la parte complementaria de un volumen frustocónico con simetría axial (V1) , que tiene como su eje el eje vertedor (X) y cuya generatriz forma un ángulo alfa (ï?¡) mayor que 5º con el eje vertedor (X) , donde la base pequeña (22) del volumen frustocónico (V1) corresponde a la superficie de intersección del plano inferior transversal con el canal vertedor (12) , -la parte corriente arriba (16) está incluida dentro de un segundo volumen (V2) delimitado por una superficie de revolución generada por un trapezoide isósceles (24) que gira alrededor del eje vertedor (X) , donde la base pequeña (26) del trapezoide está situada en el plano superior transversal (Psup) que tiene como su centro el centro (C) del extremo superior (20) del tubo y como su dimensión un ancho (E) igual a la mitad del diámetro de salida (Dout) , donde la base grande (28) del trapezoide está situada en el plano inferior transversal (Pinf) y los dos lados no paralelos (30, 32) del trapezoide forman conjuntamente un ángulo beta (ï?¢) menor que 30º .

2. Tubo de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la distancia umbral (L) tiene una dimensión de aproximadamente 5 veces el diámetro de salida (Dout) .

3. Tubo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el ángulo alfa tiene entre 5 y 15º , preferentemente tiene aproximadamente 7º .

4. Tubo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el ángulo beta tiene entre 30 10 y 30º , preferentemente tiene aproximadamente 20º .

5. Conjunto de un tubo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes y de una estructura metálica (38, 38â?) para alojar el extremo superior del tubo.

6. Conjunto de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la estructura metálica comprende un alojamiento (40, 40â?) para alojar un extremo superior del tubo, donde el alojamiento tiene una pared de extremo

que corre sustancialmente en la dirección transversal, cuyo ancho en la dirección radial es menor que la mitad del diámetro de salida (Dout) del tubo.

7. Conjunto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la estructura metálica (38, 38â?) está unida al recipiente metalúrgico (18) , donde la estructura comprende un sello (45) que la sella contra el recipiente (18) .