ES2212614T3 - Tobera refractaria. - Google Patents
Tobera refractaria.Info
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Abstract
Una tobera refractaria que comprende miembros superior e por el fondo, teniendo el miembro superior un ánima axial que comprende una boca en su extremo superior, un ánima cónica, y una sección de diámetro ampliado en su extremo por el fondo, y teniendo el miembro por el fondo un accesorio superior dentro de la sección ampliada, y un ánima cónica cuyo extremo superior se adapta para coincidir con el fondo del ánima cónica del miembro superior.
Description
Tobera refractaria.
Esta invención está relacionada con una tobera
refractaria para su utilización en una vasija metalúrgica tal como
una cuchara con chorro por el fondo de colada o con una caja de
moldeo.
En los dispositivos de fundiciones tales como las
cucharas con chorro por el fondo de colada, las cajas de moldeo y
similares se utilizan extensivamente para verter el metal fundido en
los moldes; estos dispositivos, los cuales serán referidos como
sencillamente cucharas, están provistos con una tobera refractaria
en su parte por el fondo. El flujo del metal fundido a través de la
tobera está controlado por un tapón refractario en el interior de la
cuchara, en la que el tapón es desplazado dentro y fuera de la
abertura de la tobera.
Para un molde dado, existe un diámetro correcto
de salida de la tobera y solo un rango pequeño de velocidad del
flujo adecuadas del metal hacia el interior del molde, ya que una
velocidad demasiado alta del flujo podría dañar el molde, mientras
que una velocidad demasiado baja podría dar lugar a una fundición no
satisfactoria. La velocidad máxima del flujo del metal a través de
la tobera está determinada por el diámetro de salida de la tobera, y
por la profundidad o presión ferrostática del metal en la cuchara, y
que disminuye conforme disminuye la presión del metal. Así pues,
pueden surgir problemas cuando, como es normal, se tiene que verter
en varios moldes distintos desde una única cuchara, en que la
velocidad del flujo es la apropiada para el primer molde, pero
siendo demasiado pequeña para los últimos moldes.
Una solución adoptada comúnmente para este
problema es utilizar una tobera que esté sobredimensionada para los
vertidos iniciales y controlar el flujo por los medios del tapón.
Esta práctica no es totalmente satisfactoria, ya que el uso de
toberas sobredimensionadas tiende a producir funciones no
satisfactorias conforme se produce la aceleración indebida del flujo
del metal por el tapón.
Es un objeto de la presente invención solucionar
o mitigar estos problemas.
La presente invención es una tobera refractaria
que comprende unos miembros superior e por el fondo, teniendo el
miembro superior un ánima axial que comprende una boca en su extremo
superior, un ánima cónica, y una sección de diámetro ampliado en su
extremo por el fondo, y teniendo el miembro por el fondo un
accesorio superior dentro de la sección ampliada, y un ánima cónica
cuyo extremo superior se adapta para coincidir con el fondo del
ánima cónica del miembro superior.
La presente invención es también una vasija
metalúrgica de chorro por el fondo de metal fundido, que tiene un
agujero en su parte por el fondo, una tobera según lo definido en el
último párrafo anterior, y medios para asegurar de la tobera en su
posición en el agujero.
Se describirá a continuación una realización de
la presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista en sección transversal a
través del fondo de una cuchara de chorro por el fondo de colada que
tiene una tobera refractaria de acuerdo con la presente
invención,
las figuras 2 y 3 son respectivamente una vista
en sección transversal y una vista en perspectiva de un miembro
refractario superior utilizado en la tobera de la figura 1; y
las figuras 4 y 5 son respectivamente una vista
en alzado en sección transversal y una vista en perspectiva de un
miembro refractario por el fondo utilizado en la tobera de la figura
1.
Con referencia ahora a la figura 1, que es una
vasija metalúrgica, en esta realización una cuchara de colada por el
fondo 10, comprende un caparazón 12 exterior de acero, con un
revestimiento 14 de material refractario. En el fondo de la cuchara
se encuentra un agujero 16 a través del revestimiento 14 y del
caparazón 12, en el que el agujero 16 se incrementa en su diámetro
conforme pasa desde el interior del revestimiento 14 hasta el
exterior del caparazón 12. El agujero 12 está provisto para
localizar la tobera a través de la cual pueden ser descargado el
contenido de la cuchara 10. Asociado con la cuchara se encuentra un
tapón refractario 18. La cuchara 10, en cuanto a lo expuesto hasta
ahora, es esencialmente una unidad estándar.
En esta realización de la presente invención, la
tobera de descarga comprende los miembros refractarios superior e
por el fondo 20 y 22, tal como se muestran en las figuras 2 y 3, y
las figuras 4 y 5, respectivamente. El miembro refractario superior
20 tiene una longitud axial que es mayor que la longitud del agujero
16, y una superficie externa 24 que se incrementa en el diámetro
desde la parte superior a la por el fondo, para coincidir con la
superficie del agujero 16. Tal como se observa mejor en la figura
2, el miembro 20 tiene un ánima axial que tiene tres secciones, es
decir: una boca 30, un ánima cónica 32, y una sección 34 de
diámetro constante.
La boca 30 actúa como un área de asentamiento
para el tapón 18 y está conformada para proporcionar una transición
suave desde la cara extrema superior 36 del miembro 20 hasta el
ánima cónica 32. La sección 34 tiene un diámetro mayor que el
correspondiente al extremo por el fondo del ánima 32, y la
transición entre los dos es una superficie anular 38. En el fondo
del miembro 20 se encuentra una superficie extrema anular 39.
El miembro refractario por el fondo 22 tiene una
superficie exterior escalonada en dos secciones, una sección
superior 40 de diámetro uniforme y, en el fondo, una pequeña sección
42 de diámetro menor, siendo la transición entre las dos secciones
de nuevo una superficie anular o resalte 44. El miembro 22 tiene un
ánima cónica 46, una superficie extrema anular superior 48, y una
superficie extrema anular por el fondo 50.
Tal como se observa en la figura 1, los miembros
refractarios 20 y 22 encajan conjuntamente en el agujero 16, en el
que la superficie exterior 24 del miembro superior se acopla a la
superficie del agujero 16, y el miembro por el fondo 22 encajando
dentro de la sección de diámetro constante 34 del miembro superior.
Se encuentra situada una junta 52 entre la superficie extrema
superior 48 del miembro por el fondo 22 y la superficie anular 38
del miembro superior 20. Las ánimas cónicas en los dos miembros se
unen entonces sin ninguna transición que pudiera alterar el flujo
suave del metal.
En el fondo de la cuchara 10 se encuentran
provistos tres pilares 56 en una configuración triangular, siendo
cada uno de los pilares 56 de forma rectangular en la sección
transversal, y teniendo una ranura 58 que pasa a través de las
mismas, siendo las ranuras alargadas en la dirección vertical. En
esta realización, la superficie 60 en el fondo de cada ranura 56
está inclinada a través de la ranura para proporcionar una
superficie en rampa.
La placa de retención 66 se extiende a través del
fondo de la cuchara, y tiene tres agujeros que permiten que los tres
pilares 56 pasen a través de la placa 66. La placa 66 tiene un
agujero central 68, cuyo diámetro es intermedio con respecto a las
superficies exteriores de los miembros 22 y 24, de forma que el
miembro 24 pueda pasar libremente a través del agujero 68, mientras
que el área anular alrededor de la periferia del agujero 68 se
acopla a la superficie extrema por el fondo 39 del miembro superior
20.
Asociados con la placa de retención se encuentran
las cuñas (no mostradas) que pasan dentro de las ranuras 58 en la
parte por el fondo de la placa de retención 66, y que cooperan con
las superficies en rampa 60, para forzar el miembro superior 20 con
seguridad en posición en el agujero 16.
La placa de retención 66 está provista además en
su superficie por el fondo con varios resaltes cónicos 78, en número
de dos en esta realización, que se acoplan a los pernos 80. Entre
el fondo de cada resalte 78 y la cabeza de su perno asociado 80 se
encuentra un resorte 82 rodeado de un blindaje 84, que actúa para
proteger el roscado del perno de las salpicaduras.
La placa por el fondo 86 tiene dos agujeros
encastrados, permitiendo cada uno que el vástago de un perno pueda
pasar a su través, pero no el resorte 82, el blindaje 84, o la
cabeza del perno. Las cabezas de los pernos comprimen los resortes
contra la superficie por el fondo de la placa 86, para retener la
placa en posición. El agujero central 90 en la placa 86 tiene un
diámetro intermedio entre los diámetros de las partes 40 y 42 del
miembro por el fondo 22, de forma que la superficie extrema 50 del
miembro 42 esté acoplada por un área anular que rodea el agujero
90.
Durante la utilización, conforme se aprietan los
pernos 80, la junta 90 se comprime entre los miembros por el fondo y
superior para sellar herméticamente la unión entre los mismos. La
junta asegura también que los miembros no se peguen entre sí.
Esta configuración permite que el miembro por el
fondo 22 pueda cambiarse por otro miembro 22 que tenga una abertura
de salida más pequeña, y por tanto una velocidad de flujo distinta.
Se comprenderá que la conicidad del ánima del miembro por el fondo
es siempre la misma que la conicidad del ánima del miembro superior,
consiguiéndose así distintas aberturas de salida mediante la
variación de la longitud del miembro por el fondo. Puesto que el
miembro por el fondo 22 se acopla dentro del miembro superior 20,
se evitan gran parte de los problemas de espacio libre sobre los
moldes estáticos.
Se ha encontrado que con un ánima cónica a través
de ambos miembros superior e por el fondo, que la velocidad del
flujo está menos afectada por los cambios en la presión
ferrostática, y que el ánima de la tobera se autolimpia. Otras
ventajas principales de la tobera de la presente invención son que
los miembros superior e por el fondo pueden estar hechos de
materiales distintos para acoplarse mejor a sus condiciones
operativas respectivas, y pudiendo evitar el problema común de los
depósitos en la parte por el fondo de la tobera, sencillamente
mediante el reemplazo según sea necesario del miembro por el fondo
22.
Los resortes 82 compensan la dilatación térmica
de los pernos, y los blindajes 84 protegen las roscas de los pernos
contra la contaminación.
Claims (9)
1. Una tobera refractaria que comprende miembros
superior e por el fondo, teniendo el miembro superior un ánima axial
que comprende una boca en su extremo superior, un ánima cónica, y
una sección de diámetro ampliado en su extremo por el fondo, y
teniendo el miembro por el fondo un accesorio superior dentro de la
sección ampliada, y un ánima cónica cuyo extremo superior se adapta
para coincidir con el fondo del ánima cónica del miembro
superior.
2. Una tobera según la reivindicación 1, en la
que una junta está situada entre la superficie extrema superior del
miembro por el fondo y el miembro superior.
3. Una tobera según la reivindicación 1 ó 2, en
la que la superficie exterior del miembro superior se ensancha desde
la parte superior a la por el fondo.
4. Una tobera según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que el miembro por el fondo
tiene un resalte externo en su extremo por el fondo.
5. Una vasija metalúrgica de colada por el fondo
que tiene un agujero en su fondo, una tobera según cualquier
reivindicación y medios para asegurar la tobera en posición en el
agujero.
6. Una vasija según la reivindicación 5, en la
que los mencionados medios comprenden una placa de retención
asegurada al fondo de la cuchara, y que se aplica al fondo del
miembro superior.
7. Una vasija según la reivindicación 6, en la
que los mencionados medios incluyen una placa por el fondo
asegurada a la placa de retención y que se aplica al miembro por el
fondo, siendo ajustable la distancia entre las placas, de forma que
el miembro por el fondo pueda ser forzado a acoplamiento en relación
de obturación con el miembro superior.
8. Una vasija según la reivindicación 7, en la
que la placa inferior está asegurada a la placa de retención
mediante pernos blindados.
9. Una vasija según la reivindicación 7 ú 8,
cuando sean dependientes de la reivindicación 4, en la que la placa
por el fondo se acopla al resalte externo del miembro por el
fondo.
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