Tobera de inmersión.

Una tobera de inmersión que comprende:

un cuerpo recto con forma tubular de tobera para extenderse en una dirección longitudinal vertical y adaptado para permitir al acero fundido desde una entrada de acero fundido proporcionada en un extremo superior del mismo pasar hacia abajo a través del mismo;

y

un par de orificios de descarga proporcionados en una parte inferior del cuerpo recto de tobera en relación bilateralmente simétrica y adaptados para descargar el acero fundido desde una superficie lateral del cuerpo recto de tobera en una dirección lateral,

en donde una superficie interior de cada uno de los orificios de descarga tiene, por lo menos en parte o en su totalidad, una forma definida por la línea curva a lo largo de un calibre interior del orificio de descarga en una sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión que pasa a través de unos respectivos centros de la tobera de inmersión y el orificio de descarga se reduce gradualmente en diámetro en una dirección desde una posición de comienzo a un extremo del orificio de descarga, y en donde la línea curva se representa por un diámetro Dz en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión en la siguiente fórmula 1:**Fórmula**

donde:

L es un grosor de pared de la tobera de inmersión;

Di es un diámetro del orificio de descarga en la posición de comienzo del orificio de descarga Do es un diámetro del orificio de descarga en el extremo del orificio de descarga

Z es una distancia entre la posición de comienzo del orificio de descarga, y una posición arbitraria aparte de la posición de comienzo hacia el extremo del orificio de descarga;

Dz es un diámetro del orificio de descarga en la posición Z en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión; y

H se representa con la siguiente fórmula 2,**Fórmula**

, donde 1,5 ≤ n ≤ 6,0,

y donde 1,6 ≤ Di/Do

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2010/059309.

Solicitante: KROSAKIHARIMA CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1-1, HIGASHIHAMA-MACHI YAHATANISHI-KU KITAKYUSHU-SHI FUKUOKA 806-8586 JAPON.

Inventor/es: MIZOBE,Arito, TACHIKAWA,KOUICHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B22D11/10 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B22 FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS.B22D COLADA DE METALES; COLADA DE OTRAS MATERIAS POR LOS MISMOS PROCEDIMIENTOS O CON LOS MISMOS DISPOSITIVOS (trabajo de materias plásticas o sustancias en estado plástico B29C; tratamientos metalúrgicos, empleo de sustancias específicas que se añaden al metal C21, C22). › B22D 11/00 Colada continua de metales, es decir, obteniendo productos de longitud indefinida (estirado, extrusión del metal B21C). › Alimentación o tratamiento del metal líquido (B22D 41/00 tiene prioridad).
  • B22D41/50 B22D […] › B22D 41/00 Recipientes de mantenimiento de un baño en fusión, p. ej. cucharas, artesas de colada, fosos de colada o sistemas análogos (B22D 39/00, B22D 43/00   tiene prioridad). › Buzas de colada.
  • B22D46/00 B22D […] › Control, inspección, no limitados a un procedimiento de colada cubierto por un solo grupo principal, p. ej. por razones de seguridad.

PDF original: ES-2539914_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Tobera de inmersión CAMPO TÉCNICO La presente invención está relacionada con una tobera de inmersión de fundición continua para verter acero fundido en un molde, y más particularmente con una configuración de un orificio de descarga de la misma.

ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA En la fundición continua de acero fundido, un estado de flujo del acero fundido en un molde para la recepción del acero fundido tiene un gran impacto en la calidad de acero. De este modo, un asunto técnico importante para una operación de fundición continua es controlar el estado de flujo con respecto a una estructura de una tobera de inmersión que tiene un impacto directo en el estado de flujo.

Una configuración de un calibre interior de la tobera de inmersión, particularmente una configuración de un orificio de descarga de la tobera de inmersión, tiene un gran impacto en un estado de una corriente de acero fundido.

Dependiendo de un estado de una corriente de acero fundido desde el orificio de descarga, un estado de flujo del acero fundido en un molde (acero fundido en molde) se vuelve inestable debido a la aparición episódica de turbulencias en el mismo, tal como flujos invertidos en diversas regiones en el molde y flujos localmente desviados que cambian frecuentemente con el tiempo, y la fluctuación resultante ("onda", "alzamiento", " cambio en la dirección de flujo") en una superficie de acero fundido, para ocasionar dificultades a la hora de permitir que las inclusiones floten lo suficientemente arriba alrededor de una orilla de una losa y a la hora de permitir que un polvo de molde sea transferido uniformemente sobre una superficie de la losa, lo que lleva a un atrapamiento/incorporación no uniformes del polvo de molde y de las inclusiones en la losa.

Además, surge otro problema, tal como la dificultad para obtener una distribución de temperatura del acero fundido en molde exigida u óptima para la formación de una coraza durante el trascurso de la solidificación del acero fundido. Estos ejercen un impacto negativo en la calidad de losa y aumentan el riesgo de aparición de un escape, etc.

Como requisito previo para resolver tales problemas, es necesario tomar medidas, tal como uniformizar al máximo una velocidad de flujo, y prevenir la aparición de un flujo desviado. Sin embargo, incluso si se ajusta simplemente una configuración del orificio de descarga, tal como un ángulo y un área del mismo, no puede obtenerse una corriente estable de acero fundido libre de atrapamiento de polvo de molde.

Como medidas para los problemas antes mencionados, se ha tratado de establecer un ángulo de un orificio de descarga de una tobera de inmersión en una dirección hacia arriba para permitir que una corriente de acero fundido fluya saliendo del orificio de descarga de la tobera de inmersión para proporcionar un flujo en las inmediaciones de una superficie de acero fundido incluso en una posición adyacente a una periferia de un molde. Sin embargo, incluso si un ángulo de un orificio de descarga, formado en una parte de una pared de un cuerpo recto de tobera, se cambia dentro del intervalo de un grosor de pared del cuerpo recto de tobera, puede obtenerse un flujo suficientemente estable.

Por ejemplo, como medios para controlar una corriente de acero fundido, el Documento JP-U 4-134251A propone una tobera de inmersión que comprende un orificio de descarga formado con una forma semicircular que tiene una región inferior que es una cuerda igual a un diámetro interior de un tubo cilíndrico, y una región superior que es un arco igual a la mitad de una circunferencia interior del tubo cilíndrico. Sin embargo, incluso si el orificio de descarga se forma simplemente con una forma circular (semicircular) o similar en sección transversal contra una dirección de flujo saliente de acero fundido como en el Documento JP-U 4-134251A, no se pueden resolver las turbulencias en una corriente de acero fundido durante la descarga desde el orificio de descarga ni la falta de uniformidad de la velocidad en sección transversal. De este modo, todavía no pueden resolverse los susodichos diversos problemas, tales como el atrapamiento de polvo de molde.

El documento JP 2004-209512A propone formar un orificio de descarga de una tobera de inmersión con una forma rectangular horizontalmente larga, y establecer una relación horizontal-vertical de la forma rectangular en el intervalo de 1, 01 a 1, 20. Sin embargo, incluso si el orificio de descarga se forma simplemente con una forma rectangular en sección transversal contra una dirección de flujo saliente de acero fundido, o una relación horizontal-vertical de la forma rectangular se establece simplemente en un intervalo específico, no pueden resolverse las turbulencias en una corriente de acero fundido durante la descarga desde el orificio de descarga ni la falta de uniformidad de la velocidad en sección transversal. De este modo, todavía no pueden resolverse los susodichos diversos problemas, tales como el atrapamiento de polvo de molde.

El documento JP 11-291026A describe una tobera de entrada sumergida de introducción de acero fundido para prevenir defectos de tipo lápiz en un producto de fundición, en donde un calibre central que comunica con un orificio

de salida (orificio de descarga) termina en una superficie inferior con forma de plato hacia arriba que se extiende a una periferia de una estructura de tobera y forma una región de superficie inferior del orificio de salida, por lo que el acero fundido que fluye a través de la superficie inferior con forma de plato hacia arriba es dirigido hacia fuera y hacia arriba desde la estructura de tobera, y una tobera sumergida de entrada (sinónimo con "tobera de inmersión") diseñada de tal manera que el orificio de salida tenga una región superior parcialmente definida por un labio inclinado hacia abajo, por lo que un flujo de acero fundido a través del labio es dirigido hacia fuera y hacia abajo para formar un flujo de salida de acero fundido a lo largo de la superficie inferior con forma de plato hacia abajo. Sin embargo, en el Documento JP 11-291026A se pretende concentrar una corriente de acero fundido en una dirección específica, con miras a eliminar la retención de gas argón, etc. De este modo, no se puede esperar obtener un efecto de uniformidad y enderezamiento de una corriente de acero fundido que fluye saliendo del orificio de descarga para resolver los diversos problemas, tal como el atrapamiento de polvo de molde.

El Documento US 2007/0158884 A1 describe una tobera de inmersión para fundición continua. La tobera de inmersión comprende un cuerpo cilíndrico y un par de orificios de salida formados para mirarse entre sí en una pared lateral en las inmediaciones de una parte inferior del cuerpo cilíndrico.

El Documento WO 2008/090146 A1 está relacionado con una tobera sumergida de entrada que trata de asegurar un flujo estable y equilibrado del acero fundido en un molde de lingote.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[PROBLEMA A RESOLVER POR LA INVENCIÓN] Un objeto de la presente invención es uniformizar y enderezar una corriente de acero fundido que fluye saliendo de un orificio de descarga de una tobera de inmersión, y de este modo suprimir el atrapamiento de polvo de molde, etc., en las inmediaciones de la tobera de inmersión.

[MEDIOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA] La presente invención se basa en el nuevo conocimiento de los inventores de que, en una fundición continua en la que se vierte acero fundido en un molde de fundición continua de acero fundido, el atrapamiento de un polvo de molde en el acero fundido en las inmediaciones de la tobera de inmersión se ve afectado en gran medida por un fenómeno por el que una corriente de acero fundido que fluye saliendo de un orificio de descarga de una tobera de inmersión no es uniforme en una posición de descarga de acero fundido, es decir, en un extremo exterior del orificio de descarga en una superficie periférica exterior de la tobera de inmersión, y es sumamente probable que se produzca atrapamiento de polvo de molde cuando una anchura de distribución de velocidad en una dirección ascendente-descendente en el molde, particularmente, en las inmediaciones de una superficie superior del acero fundido, es relativamente grande debido al flujo de descarga antes mencionado.

Como requisito previo a suprimir o reducir el atrapamiento de polvo de molde en el acero fundido en los conocimientos antes mencionados, es necesario uniformizar una corriente de acero fundido que fluye saliendo de un orificio de descarga de una tobera de inmersión. Esta uniformidad puede ser evaluada por una velocidad que tiene unos elementos que consisten en una velocidad y una dirección de una corriente de acero fundido (en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una tobera de inmersión que comprende:

5 un cuerpo recto con forma tubular de tobera para extenderse en una dirección longitudinal vertical y adaptado

para permitir al acero fundido desde una entrada de acero fundido proporcionada en un extremo superior del

mismo pasar hacia abajo a través del mismo; y

un par de orificios de descarga proporcionados en una parte inferior del cuerpo recto de tobera en relación

10 bilateralmente simétrica y adaptados para descargar el acero fundido desde una superficie lateral del cuerpo recto de tobera en una dirección lateral,

en donde una superficie interior de cada uno de los orificios de descarga tiene, por lo menos en parte o en su

totalidad, una forma definida por la línea curva a lo largo de un calibre interior del orificio de descarga en una

sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión que pasa a través de unos respectivos centros de

15 la tobera de inmersión y el orificio de descarga se reduce gradualmente en diámetro en una dirección desde una posición de comienzo a un extremo del orificio de descarga, y en donde la línea curva se representa por

un diámetro Dz en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión en la siguiente fórmula 1:

donde: L es un grosor de pared de la tobera de inmersión; Di es un diámetro del orificio de descarga en la posición de comienzo del orificio de descarga Do es un diámetro del orificio de descarga en el extremo del orificio de descarga Z es una distancia entre la posición de comienzo del orificio de descarga, y una posición arbitraria aparte de la posición de comienzo hacia el extremo del orificio de descarga; Dz es un diámetro del orificio de descarga en la posición Z en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión; y H se representa con la siguiente fórmula 2,

, donde 1, 5 ≤ n ≤ 6, 0,

y donde 1, 6 ≤ Di/Do 2. La tobera de inmersión según la reivindicación 1, en donde cada uno de los orificios de descarga tiene un ángulo en la dirección longitudinal de la tobera de inmersión, excepto un ángulo hacia una dirección perpendicular a un eje longitudinal de la tobera de inmersión, y en donde el calibre interior del orificio de descarga con el ángulo se configura de tal manera que una posición del orificio de descarga que corresponde a la distancia Z en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión se cambia gradualmente en una dirección paralela al eje longitudinal de la tobera de inmersión en una distancia longitudinal que depende del ángulo en la posición que corresponde a la distancia Z.

3. Una tobera de inmersión que comprende:

un cuerpo recto con forma tubular de tobera para extenderse en una dirección longitudinal vertical y adaptado para permitir al acero fundido desde una entrada de acero fundido proporcionada en un extremo superior del mismo pasar hacia abajo a través del mismo; y

un par de orificios de descarga proporcionados en una parte inferior del cuerpo recto de tobera en relación bilateralmente simétrica y adaptados para descargar el acero fundido desde una superficie lateral del cuerpo recto de tobera en una dirección lateral, en donde una superficie interior de cada uno de los orificios de descarga tiene, por lo menos en parte o en su totalidad, una forma definida por una combinación de una pluralidad de líneas curvadas a lo largo de las que

un calibre interior del orificio de descarga en una sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión pasa a través de unos respectivos centros de la tobera de inmersión y el orificio de descarga se reduce gradualmente en diámetro en una dirección desde una posición de comienzo a un extremo del orificio de

descarga, y en donde cada una de las líneas curvadas se configura para satisfacer la fórmula 1 según la reivindicación 1, mientas se establece n en la fórmula 1 a un valor diferente.

4. La tobera de inmersión según la reivindicación 3, en donde cada uno de los orificios de descarga tiene un ángulo en la dirección longitudinal de la tobera de inmersión, excepto un ángulo hacia una dirección perpendicular a un eje longitudinal de la tobera de inmersión, y en donde el calibre interior del orificio de descarga con el ángulo se configura de tal manera que una posición del orificio de descarga que corresponde a la distancia Z en la sección transversal longitudinal de la tobera de inmersión se cambia gradualmente en una dirección paralela al eje longitudinal de la tobera de inmersión en una distancia longitudinal que depende del ángulo en la posición que corresponde a la distancia Z.


 

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