ES2210838T3 - Tubo de vertido sumergido con manguito resistente a la erosion y procedimiento de fabricacion del mismo. - Google Patents
Tubo de vertido sumergido con manguito resistente a la erosion y procedimiento de fabricacion del mismo.Info
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Abstract
Un tubo de vertido (1) sumergido para metal fundido que comprende: (a) un cuerpo (2) que comprende un material refractario, teniendo el cuerpo (2) un paso de flujo para el metal fundido y una cavidad interior (13) que rodea al menos parte del paso de flujo; (b) un manguito (4) dentro de la cavidad interior (13) que comprende un material refractario resistente a la erosión, caracterizado porque el manguito (4) está espaciado del cuerpo (2) por una región (5) de alojamiento suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del manguito (4).
Description
Tubo de vertido sumergido con manguito resistente
a la erosión y procedimiento de fabricación del mismo.
Esta invención se refiere a tubos de vertido
metalúrgicos que tienen al menos un extremo del tubo, típicamente
el extremo corriente abajo, sumergido en una pileta de metal
fundido. Los tubos de vertido conducen el metal fundido desde un
recipiente metalúrgico a un molde o a otro recipiente. Los ejemplos
de este tipo de tubos incluyen toberas de entrada bajo la
superficie (SENs) y los anillos de refuerzo en la entrada bajo la
superficie (SESs), que tienen una especial utilidad en el colado
continuo de metal fundido.
Típicamente, en el colado continuo de acero, se
transfiere una corriente de acero fundido de una primera cubeta
metalúrgica a una segunda cubeta metalúrgica o molde por medio de
un tubo de vertido. El extremo corriente abajo del tubo de vertido
se sumerge en una cubeta de acero fundido, y tiene salidas
sumergidas por debajo del nivel de la superficie del acero fundido.
Estas salidas permiten que el acero pase de la primera cubeta a la
segunda cubeta o a un molde sin establecer contacto con el aire o
con la escoria. Esto reduce la oxidación y limita la contaminación
por escoria.
Típicamente, los tubos de vertido se precalientan
antes de su uso, aunque, a pesar del precalentado, los tubos están
relativamente fríos en comparación con el acero fundido. El acero
fundido que pasa a través o alrededor del tubo somete el tubo a un
choque térmico que puede provocar la fractura del tubo.
Consecuentemente, los tubos de vertido contienen, típicamente,
productos refractarios resistentes al choque térmico.
Durante el colado, se extiende un tubo de vertido
sumergido a través de una capa de escoria que flota sobre el acero
fundido. La escoria puede contener vidrios, fundentes, polvos de
molde o diferentes impurezas. La escoria es corrosiva, y el tubo de
vertido se puede corroer más rápidamente donde entra en contacto
con la escoria, es decir, en la línea de escoria, que el resto del
tubo. El tubo se puede fracturar en la zona en que se produce dicha
corrosión. Un tubo fracturado permite que la escoria se mezcle con
el acero fundido y expone el acero a la oxidación. Por otra parte,
un tubo de vertido sumergido en un molde, suele tener salidas bajo
la superficie diseñadas para alterar las configuraciones del flujo
y la cristalización del acero fundido. Por ello, la pérdida del
extremo corriente abajo que tiene salidas bajo la superficie puede
comprometer la calidad del acero y, en algunos casos, puede permitir
fugas en la corriente de acero solidificada procedente del
molde.
Los ensayos para prevenir la erosión del tubo de
vertido sumergido requieren el uso de collarines ajustados
alrededor del tubo de vertido en la línea de escoria. Dichos
collarines, o manguitos de línea de escoria, protegen el tubo del
contacto con la escoria corrosiva. El manguito se puede mover
respecto de la superficie exterior del tubo lo que le permite subir
y, con los cambios, caer en el acero fundido. Se puede conectar un
manguito de línea de escoria a un mecanismo capaz de elevar o
descender el manguito en respuesta al nivel de la fundición. El
manguito puede formar incluso una especie de crisol que rodea el
tubo de vertido. El crisol tiene al menos una abertura que comunica
con una salida bajo la superficie del tubo de vertido.
Los manguitos también pueden estar sujetos
fijamente al exterior del tuvo de vertido. En la práctica, los
manguitos se han sujeto con argamasa, roscados, o a presión sobre
el tubo de vertido. Una construcción con mortero implica la
cimentación de un manguito resistente a la erosión sobre el exterior
de un tubo de vertido. Alternativamente, un manguito roscado
resistente a la erosión se puede atornillar a la superficie
exterior del tubo.
La compresión implica presionar juntas dos
mezclas refractarias o una mezcla refractaria y un componente
precocido, y seguidamente la cocción en una sola pieza.
Los manguitos de línea de escoria contienen a
veces materiales refractarios resistentes a la erosión, como la
zirconia, la zirconia grafitada, el nitruro de silicio, el diboruro
de zirconio. Otras composiciones del manguito incluyen magnesia,
magnesia grafitada, espinelas de magnesia y alúmina densa. Por
desgracia, estos materiales refractarios resistentes a la erosión
con frecuencia son poco resistentes al choque térmico. Esta
propiedad es especialmente perjudicial para los tubos de vertido
que tienen manguitos sujetos fijamente. Los ensayos para mejorar la
resistencia al choque térmico modificando la composición del
manguito, por ejemplo, añadiendo grafito, con frecuencia
comprometen la resistencia a la erosión.
Como se expone en el documento
EP-A-737535, el encapsulado del
manguito dentro del cuerpo del tubo de vertido puede minimizar el
choque térmico en el manguito. El manguito encapsulado se pone
entre un anillo interior y otro exterior de material resistente al
choque térmico. Estos anillos se cree que absorben los gradientes
térmicos extremos, propagándose al manguito solo gradualmente. Los
gradientes térmicos reducidos pueden permitir el uso de materiales
extremadamente resistentes a la erosión, como la zirconia
sinterizada de alta densidad. El manguito encapsulado puede seguir
protegiendo el tubo de vertido de la escoria después de la erosión
total del anillo exterior de material resistente al choque térmico.
En un caso especial, cuando la tobera se usa por primera vez, la
densificación y sinterización del manguito se produce en su
posición, por la acción del calor del metal fundido. Esta
densificación y sinterización están asociados con la contracción.
La contracción se puede solucionar disponiendo una capa de material
compresible adyacente a la superficie interior del manguito. Sin
embargo, una de las limitaciones del encapsulado del manguito es la
gran dilatación térmica de los materiales resistentes a la erosión.
El manguito encapsulado se puede dilatar más que el cuerpo del tubo
de vertido y puede provocar la fractura del tubo de dentro a
fuera.
Un ensayo, conocido también por el documento
EP-A-737535, para superar esta
deficiencia, es un tubo de vertido que tiene manguitos de línea de
escoria interior y exterior. El manguito interior, hecho de un
material altamente resistente a la erosión, está completamente
encapsulado entre el tubo de vertido y el manguito exterior. El
manguito exterior está hecho de un material con una resistencia a
la erosión y una dilatación térmica intermedias entre,
respectivamente, el cuerpo y el manguito interior. Se prevé que el
manguito exterior haga disminuir la tensión térmica dentro del tubo
de vertido.
Persiste la necesidad de un manguito de línea de
escoria integral en un tubo de vertido metalúrgico sumergido con
una resistencia a la erosión sobresaliente pero que resista su
propia fractura o la fractura del tubo de vertido cuando se expone
a grandes gradientes térmicos o a altas temperaturas.
La presente invención describe un tubo de vertido
y un procedimiento de fabricación de un tubo de vertido que tiene
un manguito resistente a la erosión. Un objetivo de la invención es
producir un tubo de vertido que tiene un manguito de línea de
escoria resistente a la erosión, en el que tanto el cuerpo del tubo
de vertido como el manguito resisten el agrietamiento por choque
térmico o por dilatación térmica. Otro objetivo de la invención es
incluir un manguito de línea de escoria dentro de este tipo de
tubo.
En términos generales, el artículo describe un
tubo de vertido que tiene un cuerpo que define una cavidad
interior. En la cavidad está colocado un manguito. La cavidad es
mayor que el manguito de manera que, entre el manguito y el cuerpo,
está definida una región de alojamiento. La región es
suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del
manguito sin fracturar el cuerpo del tubo de vertido.
Una parte el artículo describe la región de
alojamiento como una cavidad o, alternativamente, por contener
material incompresible. Otra parte, describe el manguito resistente
a la erosión por contener zirconia o magnesia. Por otra parte,
describe el manguito como comprimido con el cuerpo del tubo de
vertido. También por otra parte, la invención describe la cavidad
interior como formada por la interfaz del cuerpo con un tercer
componente.
Un procedimiento para fabricar el artículo de la
invención incluye el recubrimiento de un manguito con un material
espaciador y el prensado del manguito recubierto dentro del cuerpo
del tubo de vertido formando una pieza prensada. La pieza prensada
se puede cocer eliminando con ello al menos algo del material
espaciador y creando una región de alojamiento. Se pueden incluir
respiraderos para la eliminación de material espaciador. El material
espaciador se describe como compresión de un material transitorio o
compresible.
Otro procedimiento de fabricación del artículo de
la invención comprende el relleno de un molde, con materiales, a
partes iguales, refractario en partículas resistente a la erosión y
material refractario en partículas resistente al choque térmico. El
material refractario resistente a la erosión se separa hacia la
línea de escoria mediante un medio de guiado y se coloca un
material espaciador adyacente al material refractario resistente a
la erosión. El molde relleno se comprime y se cuece para crear un
tubo de vertido que tiene un manguito de línea de escoria separado
del cuerpo por una región de alojamiento.
Un procedimiento alternativo de producción del
artículo de la invención describe la compresión de un manguito de
material transitorio dentro del tubo de vertido en la línea de
escoria. A continuación, el material transitorio se puede eliminar
para formar una cavidad interior. Se inserta una composición
refractaria en la cavidad y seguidamente se densifica. En este
procedimiento se describe la composición refractaria como un
material inyectable que contiene, por ejemplo, un material
refractario en partículas y cera. Alternativamente, la composición
refractaria se describe como densificación a temperaturas superiores
a 1300ºC, aproximadamente. En cualquiera de las realizaciones se
produce una región de alojamiento después de la cocción.
Otro procedimiento de fabricación del artículo de
la invención describe la sujeción mecánica de un manguito
resistente a la erosión en la línea de escoria de un tubo de
vertido y el recubrimiento del manguito con un tercer componente.
El tercer componente se describe como una pieza refractaria diseñada
para encajar sobre el manguito y crear una región de alojamiento
cuando se coloca alrededor del manguito. Alternativamente, el
tercer componente puede ser un material compresible como una fibra
refractaria. En este procedimiento se usa un cuarto componente para
sujetar el tercer componente en posición.
La figura 1 muestra un tubo 1 de vertido de la
técnica anterior que tiene un cuerpo 2 con un manguito 3 de línea de
escoria sujeto fijamente en el exterior del cuerpo.
La figura 2 muestra un tubo 1 de vertido de la
técnica anterior que tiene un manguito 3 de línea de escoria
completamente encapsulado en el cuerpo 2 del tubo de vertido.
La figura 3 muestra un tubo de vertido 1 de la
técnica anterior que tiene dos manguitos de línea de escoria, un
primer manguito 3 compuesto de un material altamente resistente a
la erosión y un segundo manguito 4 compuesto de un material menos
resistente a la erosión, ambos dispuestos de manera que el primer
manguito 3 está emparedado entre el cuerpo 2 del tubo de vertido 1 y
el segundo manguito 4.
La figura 4 muestra un tubo de vertido 1 de la
presente invención que tiene un cuerpo 2 con un manguito 4 de línea
de escoria dispuesto dentro de una cavidad 13 interior. Existe una
región 5 de alojamiento, que se muestra como una cavidad 6, en la
región entre el manguito 4 y el cuerpo 2.
La figura 5 muestra un tubo 1 de vertido de la
presente invención que tiene una región 5 de alojamiento y
respiraderos 7 para la eliminación de material transitorio.
La figura 6 muestra un tubo 1 de vertido de la
presente invención en el que el manguito 3 de línea de escoria está
recubierto por un tercer componente 8 que está sujeto al tubo de
vertido por un cuarto componente 9.
En la figura 4 se muestra un artículo de la
presente invención que comprende un tubo 1 de vertido que tiene un
cuerpo 2 con una cavidad 13 interior. Dentro de la cavidad 13
interior está incluido un manguito 4.
En la cavidad 13 interior existe una región 5 de
alojamiento, entre el manguito 4 y el cuerpo 2. En esta
realización, la región 5 de alojamiento se muestra como una cavidad
6.
De acuerdo con una realización de la invención,
al menos la superficie exterior 10 del manguito 4 está espaciada
del cuerpo 2 por una región 5 de alojamiento.
De acuerdo con otra realización de la invención,
al menos las superficies superior y/o inferior 11, 12 del manguito
4 está (están) espaciada(s) del cuerpo 3 por una región 5 de
alojamiento.
En operación, el tubo de vertido está sometido a
gradientes térmicos extremos. El cuerpo del tubo de vertido aísla
el manguito anular del choque térmico resultante y permite que la
temperatura del manguito cambie solo gradualmente, reduciendo de
esta manera la probabilidad de que el manguito se fracture.
La
región de alojamiento permite que el manguito se dilate sin fracturar el cuerpo.
región de alojamiento permite que el manguito se dilate sin fracturar el cuerpo.
El cuerpo comprende un material que tiene una
buena resistencia al choque térmico, e incluye, por ejemplo,
alúmina grafitada y materiales refractarios de sílice fundido. Más
comúnmente, el tubo puede ser de una composición de alúmina
grafitada, con una proporción de alúmina del orden del 45 al 80 por
ciento en peso, aproximadamente, completándose el resto con
grafito. Preferiblemente la composición tiene alrededor del 62 -
67% en peso de alúmina, alrededor del 20 - 25% en peso de grafito,
siendo el resto sílice, zirconia, silicio, y otros óxidos. Un
material refractario adecuado para la parte del cuerpo puede tener
generalmente un coeficiente de dilatación térmica inferior a (6 x
10^{-6})ºC, aproximadamente y, preferiblemente, (4 x
10^{-6})ºC.
El manguito está dentro de la cavidad interior
del tubo de vertido, preferiblemente en la línea de escoria. La
forma del manguito depende de diferentes variables, como la forma
del tubo de vertido, la profundidad de inmersión y la profundidad
de la escoria. Más comúnmente, el manguito puede ser cilíndrico,
sin embargo, es de prever que se usen otras formas, como placas
planas o formas asimétricas. Se pueden asumir diferentes formas para
los manguitos y que no se limiten a la forma de tubo
cilíndrico.
El manguito debe resistir la erosión producida
por la escoria. La escoria puede contener vidrios, fundentes,
óxidos, polvos de molde, polvos aislantes y diferentes impurezas
que flotan sobre la superficie del acero fundido durante el colado.
El manguito puede comprender varias composiciones resistentes a la
erosión incluidas, por ejemplo, la zirconia, los titanatos, los
nitruros, la magnesia, la alúmina densa y las espinelas de
magnesia, alúmina y grafito. Estas composiciones pueden estar
sinterizadas o ligadas con carbono. Por ejemplo, la zirconia ligada
con carbono puede contener, aproximadamente, 80 - 99,5% en peso de
zirconia y 0,5 - 20% en peso de carbono. Una composición ligada con
carbono típica contiene 88% en peso de zirconia y 6% en peso de
grafito. Por el contrario, la zirconia sinterizada puede ser
zirconia casi pura con poco o ningún grafito.
Las composiciones resistentes a la erosión usadas
como manguitos de línea de escoria tienen típicamente coeficientes
de dilatación térmica superiores a (6 x 10^{-6})ºC. La diferencia
entre los coeficientes de dilatación térmica del cuerpo y del
manguito hace que el manguito se dilate por el calor más que el
cuerpo. En la práctica, el manguito se dilata veces dos veces más
que el cuerpo. En los tubos de vertido de la técnica anterior, como
los que muestran las figuras 1, 2 y 3, el choque térmico o la
dilatación térmica pueden fracturar el tubo de vertido o el
manguito.
La presente invención tiene una región de
alojamiento entre el manguito y el cuerpo. Esta región permite la
dilatación del manguito sin que se fracture el cuerpo o el
manguito. La región está definida suficientemente grande para que la
tensión producida por la dilatación térmica no fracture cuerpo ni
el manguito. La región se puede hacer suficientemente grande para
dar cabida a toda la dilatación del manguito. Evidentemente, el
tamaño de la región depende de varios factores, incluidos, entre
otros, las dilataciones térmicas y la geometría del cuerpo y del
manguito, y la temperatura de colado del acero.
La región de alojamiento puede ser una cavidad.
La cavidad debe ser suficientemente grande para que el manguito se
pueda dilatar sin crear una tensión inaceptable en el cuerpo del
tubo de vertido. Convenientemente, la cavidad está hecha
suficientemente grande para dar cabida a la dilatación térmica del
manguito a la temperatura de colado. La región de alojamiento puede
ser también de un material compresible, e vez de o en conjunción con
una cavidad. Cuando el manguito se dilata, el material compresible
se compacta, minimizando de esta manera la tensión transmitida al
cuerpo. El material compresible debe tener una composición
refractaria y, más comúnmente, debe ser de fibra refractaria, por
ejemplo, una fibra cerámica, como sílice o alúmina. El material
compresible puede asegurar también convenientemente el manguito de
línea de escoria en la cavidad interior.
El artículo de la presente invención se puede
fabricar por varios procedimientos. Estos procedimientos pueden
hacer uso de un material espaciador que comprende un material
transitorio o compresible. Material transitorio es cualquier
composición que se pueda eliminar de alrededor de un manguito
después de su prensado. La eliminación del material transitorio
crea una cavidad entre el cuerpo del tubo de vertido y el manguito
donde ha estado el material transitorio. Los materiales
transitorios se pueden eliminar mediante, por ejemplo, fundición,
volatilización, combustión, degradación o contracción. El calor de
la cocción o el uso real del artículo se pueden usar para efectuar
estas transiciones. Los materiales transitorios pueden comprender
metales, cerámicas y compuestos orgánicos. Los metales deben ser,
típicamente, metales o aleaciones de punto de fisión bajo, como el
plomo. Una cerámica puede crear una cavidad entre el manguito y el
tubo mediante, por ejemplo, contracción, como consecuencia de
sinterización o degradación. Preferiblemente, el material
transitorio debe ser un material orgánico, como la cera, que puede
tanto fundirse como volatilizarse a temperaturas elevadas. En una
realización preferida, como la que se muestra en la figura 5, el
cuerpo 2 del tubo de vertido 1 puede tener uno o más respiraderos
7, que permiten la eliminación de los materiales transitorios o la
degradación de sus productos.
Se puede usar un material compresible en
conjunción con un material transitorio o independientemente de él.
El material compresible se puede dilatar y ocupar la cavidad creada
por eliminación del material transitorio. El uso de material
compresible puede reducir o eliminar la necesidad de respiraderos.
El material compresible puede ser una fibra refractaria, como una
fibra cerámica, o un material refractario dilatado.
La cantidad de material espaciador necesario
depende de la disparidad en dilatación térmica y en contracción
durante el proceso entre el cuerpo del tubo de vertido y el
manguito. Una disparidad grande sugiere el uso de una mayor
cantidad de material espaciador. El material espaciador debe estar
presente al menos en cantidad suficiente para prevenir la fractura
del cuerpo por la dilatación térmica del manguito. Preferiblemente,
la cantidad de material espaciador debe compensar plenamente la
disparidad. En otras palabras, a las temperaturas de colado, el
manguito se debe dilatar y llenar completamente la región entre el
cuerpo y el manguito.
Un procedimiento para fabricar el artículo de la
invención requiere la colocación de un manguito preconfigurado
dentro de un cuerpo refractario, en
\hbox{partículas}
resistente al choque térmico y, posteriormente, prensar el manguito
dentro del cuerpo. "En partículas" significa cualquier tipo de
material bien en polvo, granulado, fibroso, agrupado o cualquier
forma o combinación de formas y de cualquier tamaño, que se puede
comprimir fácilmente en un molde. El manguito comprende un material
refractario resistente a la erosión que se puede cocer. El manguito
se recubre con un material espaciador antes del prensado dentro del
cuerpo. El manguito y el cuerpo se prensan para formar una pieza, de
manera que el cuerpo refractario se compacte alrededor del
manguito. Preferiblemente, la pieza se prensa de manera homogénea,
y más preferiblemente la pieza se prensa homogéneamente en el
interior y en el exterior de la pieza. Seguidamente se cuece la
pieza y se forma una cavidad interior que es ligeramente mayor que
el manguito de manera que se crea una región entre el cuerpo y el
manguito. La región puede incluir una cavidad cuando el material
espaciador usado para recubrir el manguito contiene un material
transitorio.
El artículo de la presente invención se puede
hacer también llenando un molde con partes iguales de un material
refractario en partículas resistente a la erosión y un material
refractario en partículas resistente al choque térmico. Un medio de
guiado dirige el material refractario resistente a la erosión a su
lugar adecuado en el molde, es decir, donde va a estar el manguito
de línea de escoria. El medio de guiado es a veces un embudo, tubo
o forma anular, pero tiene que ser capaz de dirigir un material en
partículas en un molde. Con frecuencia se usa una pluralidad de
medios de guiado. Seguidamente se introduce un material espaciador
adyacente al material refractario resistente a la erosión. El medio
de guiado puede contener, convenientemente, el material espaciador,
por ejemplo, tiras de cera. A continuación se prensa el molde lleno
para formar una pieza y la pieza se cuece para producir el artículo.
Comúnmente, el prensado es un prensado homogéneo. La temperatura de
cocción debe ser suficientemente alta para densificar el material
refractario resistente a la erosión. Dicha temperatura es,
típicamente, superior a 1300ºC.
Un procedimiento alternativo para producir el
artículo implica primero la creación de una cavidad anular dentro
del cuerpo resistente al choque térmico del tubo de vertido. Esto
se puede hacer formando una pieza anular que contenga material
espaciador, típicamente un material transitorio incompresible como
la cera o un metal de punto de fusión bajo. La pieza anular se
comprime con el cuerpo resistente al choque térmico. A
continuación, el material espaciador se elimina sustancialmente de
la cavidad, por ejemplo, fundiéndolo. El material espaciador
también se puede sublimar, volatilizar o eliminar de cualquier modo
de la cavidad. A continuación se inserta en la cavidad un material
refractario que tenga una buena resistencia a la erosión. Una
composición representativa incluye zirconia o zirconia grafitada. La
inserción se realiza, preferiblemente, usando un material
refractario inyectable. Los materiales refractarios inyectables
comprenden un material refractario en partículas con un agente
flotador, como la cera. La cocción del tubo de vertido resultante a
temperaturas elevadas elimina el agente flotador transitorio y hace
que el material refractario se contraiga a medida que tiene lugar
el ligado con carbono o la sinterización. Una temperatura adecuada
para este proceso puede ser superior a unos 1300ºC. De esta manera
se forma una cavidad entre el manguito resistente a la erosión
inyectado y el cuerpo del tubo de vertido. Se debe prestar atención
para conseguir al menos una densificación mínima del material
refractario para que tenga una buena resistencia a la erosión. Se
debe apreciar que la inyección de un material refractario en una
cavidad del tubo de vertido se puede usar en otras aplicaciones
además de los manguitos de línea de escoria, por ejemplo, insertos
porosos de gas.
Otro procedimiento más para realizar la presente
invención, como ilustra el artículo de la figura 6, comprende la
fijación de un manguito 4 sobre un cuerpo 2 y el encajado del
manguito 4 entre el cuerpo 2 y un tercer componente 8. El manguito
se puede fijar fuertemente al cuerpo con mortero o se puede
simplemente acoplar al cuerpo hasta que el tercer componente fije el
manguito en posición. El tercer componente puede ser una pieza
refractaria diseñada para encajar alrededor del manguito y del
cuerpo aunque dejando una cavidad entre los dos. Alternativamente,
el tercer componente puede ser un material compresible, como fibra
refractaria. Ambas realizaciones permiten la dilatación del manguito
sin crear tensión destructiva en el cuerpo. Frecuentemente se puede
usar un cuarto componente 9 para bloquear el tercer componente 8 y
el manguito 4 en posición. Un cuarto componente es especialmente
útil cuando el tercer componente es una fibra refractaria o, en
cualquier caso, de difícil fijación en posición con mortero. Tanto
el tercero como el cuarto componente contienen a veces una
pluralidad de piezas para encajarlas alrededor del cuerpo.
Se cuece una composición resistente a la erosión
que contiene esencialmente zirconio para formar un manguito
cilíndrico. A continuación se recubre el manguito con cera de
espesor aproximado del tamaño del manguito a la temperatura de
colado del acero. Se pone el manguito recubierto en un molde de
tubo de vertido de manera que el manguito circunde el paso del flujo
y pueda estar en la línea de escoria cuando el tubo de vertido
resultante esté en operación. Se rodea el manguito con alúmina
grafitada en partículas. Se comprime el molde lleno a 34,48
Megapascales (5.000 libras por pulgada cuadrada), aplicando la
presión sobre el interior y el exterior del molde. La pieza
resultante se cuece a una temperatura superior a 800ºC durante más
de dos horas. La cera se elimina durante la cocción y se crea una
cavidad entre el manguito y el cuerpo.
Se moldea cera en forma cilíndrica y se coloca en
un molde de tubo de vertido alrededor del paso de flujo y en la
línea de escoria. Se rodea la cera con alúmina grafitada. Se
comprime el molde lleno a 34,48 Megapascales (5.000 libras por
pulgada cuadrada). Se crea un respiradero entre la cera y la
superficie exterior de la pieza prensada. La cera sale fundida de la
pieza a través del respiradero, creándose de esta manera una
cavidad interior. Se inyecta un material que contiene 80% en peso
de zirconia y 20% en peso de cera en la cavidad interior a través
del respiradero. A continuación se cuece la pieza a una temperatura
superior a 1300ºC durante más de 5 horas. La cera se elimina
durante la cocción, la zirconia se densifica para formar un material
resistente a la erosión y se crea una cavidad entre la zirconia y
el cuerpo.
Se llena un molde de tubo de vertido con partes
iguales de zirconia en partículas y una mezcla refractaria de
alúmina grafitada. La zirconia se dirige hacia la parte del molde
de tubo de vertido en la línea de escoria usando embudos
concéntricos. Se coloca un manguito anular de cera dentro de la
zirconia alrededor del paso del flujo. Se comprimen la zirconia, la
alúmina grafitada y la cera a 34,48 Megapascales (5.000 libras por
pulgada cuadrada) y se cuecen a una temperatura superior a 1300ºC
durante más de 5 horas. La cera se elimina durante la cocción, la
zirconia se densifica para formar un material resistente a la
erosión, y se crea una cavidad entre la zirconia y el cuerpo.
Evidentemente, son posibles numerosas
modificaciones y variaciones de la presente invención. Por
consiguiente, se debe entender que, dentro del alcance de las
siguientes reivindicaciones, la invención se puede realizar de otras
maneras además de las descritas específicamente.
Claims (12)
1. Un tubo de vertido (1) sumergido para metal
fundido que comprende:
- (a)
- un cuerpo (2) que comprende un material refractario, teniendo el cuerpo (2) un paso de flujo para el metal fundido y una cavidad interior (13) que rodea al menos parte del paso de flujo;
- (b)
- un manguito (4) dentro de la cavidad interior (13) que comprende un material refractario resistente a la erosión,
caracterizado porque el manguito (4) está
espaciado del cuerpo (2) por una región (5) de alojamiento
suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del
manguito
(4).
2. Un tubo de vertido de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque al menos la superficie
(10) exterior del manguito (4) está espaciada del cuerpo (2) por
una región (5) de alojamiento.
3. Un tubo de vertido de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos la
superficie(s) (11, 12) superior y/o inferior del manguito
(4) está (están) espaciada(s) del cuerpo (2) por una región
(5) de alojamiento.
4. Un tubo de vertido de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque el manguito (4) comprende más del 80% en peso de
zirconia.
5. Un tubo de vertido de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque el cuerpo (2) tiene una superficie exterior y al menos un
respiradero (7) que comunica entre la superficie exterior y la
cavidad interior (13).
6. Un tubo de vertido de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque la región (5) de alojamiento comprende una cavidad (6) y/o un
material compresible, preferiblemente fibra refractaria.
7. Un tubo de vertido de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el cuerpo (2)
comprende un primer componente y un tercer componente (8) unidos en
una interfaz, caracterizado porque la interfaz define la
cavidad interior (13).
8. Un procedimiento para fabricar un tubo de
vertido (1) sumergido que tiene un cuerpo (2) y un manguito (4)
resistente a la erosión, comprendiendo el procedimiento las etapas
de :
- (a)
- formación de una preforma anular que comprende un material refractario resistente a la erosión;
- (b)
- recubrimiento de la preforma con un material espaciador, preferiblemente un material transitorio como la cera y/o un material compresible como una fibra refractaria con un espesor al menos suficiente para crear una región (5) de alojamiento suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del manguito (4);
- (c)
- colocación de la preforma en una mezcla de cuerpo refractario en partículas;
- (d)
- compresión de la preforma y de la mezcla de cuerpo para formar un artículo;
- (e)
- cocción del artículo suficientemente para producir un tubo de vertido (1).
9. Un procedimiento para hacer un tubo (1) de
vertido sumergido que tiene un cuerpo (2) y un manguito (4)
resistente a la erosión (4) que comprende:
- (a)
- formación de una preforma anular que comprende un material transitorio;
- (b)
- colocación de la preforma en una mezcla de cuerpo refractario en partículas;
- (c)
- compresión de la preforma y de la mezcla de cuerpo para formar un artículo;
- (d)
- eliminación del material transitorio, preferiblemente calentando el artículo, con lo que se crea una cavidad interior en el artículo;
- (e)
- inyección en la cavidad de un material refractario resistente a la erosión;
- (d)
- cocción suficiente del artículo, preferiblemente a una temperatura superior a 1300ºC, para densificar el material refractario resistente a la erosión y producir una región (5) de alojamiento suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del manguito (4).
10. Un procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque provee al menos
un respiradero (7) para el escape del material transitorio durante
la cocción.
11. Un procedimiento para hacer un tubo (1) de
vertido sumergido que tiene un cuerpo (2) y un manguito (4)
resistente a la erosión que comprende:
- (a)
- colocación del manguito (4) adyacente a una superficie exterior del cuerpo (2);
- (b)
- recubrimiento del manguito (4) con un tercer componente (8), que forma una región (5) de alojamiento suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del manguito (4) entre el tercer componente (8) y el manguito (4); y
- (c)
- sujeción del tercer componente (8) al cuerpo (2).
12. Un procedimiento para hacer un tubo (1) de
vertido sumergido que tiene un cuerpo (2) y un manguito (4)
resistente a la erosión que comprende:
- (a)
- colocación de un material refractario resistente a la erosión en partículas dentro de un molde de tubo de vertido en el lugar donde va a estar el manguito (4);
- (b)
- inserción de un material espaciador adyacente al material resistente a la erosión;
- (c)
- llenado del resto del molde con una mezcla de cuerpo;
- (d)
- prensado del molde lleno para formar una pieza; y
- (e)
- cocción de la pieza a una temperatura suficiente para densificar el material resistente a la erosión y formar una región (5) de alojamiento suficientemente grande para permitir la dilatación térmica del manguito (4).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US1998/021646 WO2000021702A1 (en) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | Immersed pour tube having an erosion-resistant sleeve and method of manufacturing the same |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2210838T3 true ES2210838T3 (es) | 2004-07-01 |
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Family Applications (1)
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| ES98953475T Expired - Lifetime ES2210838T3 (es) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | Tubo de vertido sumergido con manguito resistente a la erosion y procedimiento de fabricacion del mismo. |
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-
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