PT1555073E - Coquilha de fundição contínua, refrigerada por líquido - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "COQUILHA DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA, REFRIGERADA POR LÍQUIDO" A invenção refere-se a uma coquilha refrigerada por liquido com as caracteristicas do conceito genérico da reivindicação 1.

As placas de coquilha ou um tubo de coquilha em cobre para a fundição continua são habitualmente ligados a uma construção de apoio através de ligações aparafusadas. A construção de apoio pode ser uma caixa de água ou uma placa de adaptação. A partir do documento DE 19581604 TI é conhecido um molde de fundição continua para metais, no qual uma placa de coquilha de espessura uniforme ou um tubo de coquilha em cobre ou num material de cobre está ligado a uma placa de apoio de aço através de uma multiplicidade de cavilhas. Em consequência da dilatação térmica das placas de coquilha ou do tubo de coquilha durante a operação de fundição, origina-se uma carga de flexão e de tracção das cavilhas individuais que não se deve negligenciar, em particular em caso de cavilhas curtas. Consoante o tipo da fixação das cavilhas na placa de coquilha ou no tubo de coquilha, pode originar-se, em caso de cavilhas soldadas, uma falha da ligação soldada ou, em caso de cavilhas aparafusadas, uma sobrecarga sobre a rosca. No caso extremo podem mesmo originar-se fissuras na placa de coquilha ou no tubo de coquilha. De modo a se evitar este facto, está previsto, no documento DE 19581604 Tl, ligar a placa de coquilha e a placa de apoio entre si dispostas de forma deslizante, através de cavilhas, de modo que a placa de coquilha ou o tubo de coquilha é móvel lateralmente em relação à placa de 1 apoio. Isto consegue-se através da utilização de meios de fixação deslizantes e através de um sobredimensionamento dos furos de passagem na placa de apoio. É possível um movimento lateral ou bidimensional das cavilhas e, em consequência, da placa de coquilha ou do tubo de coquilha. Adicionalmente a esta medida, propõem-se anéis elásticos em forma de anilha, de um modo preferido dispostos de forma empilhada de modo a manter o pré-tensionamento da cavilha mesmo no caso de temperaturas elevadas. Os anéis elásticos servem neste caso, do ponto de vista da tecnologia das engrenagens, como uma disposição de articulação com um grau de liberdade, nomeadamente como ajuste com folga. No caso desta solução é desvantajoso que a utilização de anéis elásticos em aço produza um atrito estático considerável entre os elementos elásticos. Devido à multiplicidade das superfícies de contacto entre os anéis elásticos, bem como entre a placa de apoio e a placa de coquilha ou o tubo de coquilha, as forças de atrito estático somam-se, de modo que é excluída uma deslocação relativa sem tensão, da placa de coquilha/do tubo de coquilha. Por princípio, a sobreposição das tensões térmica e mecanicamente induzidas conduz no entanto a um aumento da carga sobre a placa de coquilha ou o tubo de coquilha, o que conduz por fim a uma falha prematura e a uma redução da vida útil da coquilha.

Partindo deste pressuposto, a invenção tem como objectivo subjacente o de aperfeiçoar uma coquilha refrigerada por líquido para a fundição contínua de metais, no sentido de ser possibilitada uma deslocação/deformação amplamente sem tensões, da placa de coquilha ou do tubo de coquilha, lateralmente em relação a uma construção de apoio. 2 A invenção soluciona este objectivo através das caracteristicas da reivindicação 1. Os aperfeiçoamentos vantajosos da ideia da invenção são objecto das reivindicações dependentes.

No caso da coquilha de acordo com a invenção é caracteristico que a placa (1) de coquilha ou o tubo de coquilha e a construção de apoio estejam ligados entre si sem aperto através das cavilhas (6) de fixação. Isto significa que entre a construção de apoio, que pode ser por exemplo uma caixa de água, uma placa intermédia ou de adaptação, e a placa (1) de coquilha fixa na mesma ou o tubo de coquilha existe uma fenda de trabalho. A largura desta fenda (18) de trabalho é seleccionada o mais pequena possível na medida das possibilidades de fabrico, sendo que deve apenas ser assegurado que a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha e a construção (2) de apoio não sejam ligados entre si de forma apertada. A placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha está disposto na zona da fenda (18) de trabalho, afastado da construção (2) de apoio. Por princípio está previsto que a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha possa ser deslocado limitadamente de forma lateral, isto é, no essencial paralelamente em relação à construção (2) de apoio. Isto é conseguido através de um sobredimensionamento dos furos de passagem na construção de apoio, ou seja numa placa (2) de apoio. É no entanto essencial que a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha possa ser deslocado sem aperto, devido à fenda (18) de trabalho, neste plano de movimento lateral. É evidente que a largura da fenda (18) de trabalho é também delimitada tanto quanto possível, para que a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha não se possa levantar da construção (2) de apoio para além de um valor máximo e não se possa deslocar na direcção do espaço de moldagem que é formado pela coquilha. 3

De acordo com a reivindicação 1, a profundidade de aparafusamento está delimitada através de uma luva (12) de aperto que se encontra fixada entre a cabeça (9) de parafuso, do parafuso e a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha. A luva (12) de aperto é um componente separado que, no que diz respeito ao seu comprimento, é exactamente ajustado à distância desejada entre a cabeça (9) de parafuso e a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha. No caso desta disposição, a cavilha (6) de fixação aperta apenas a luva (12) de aperto e não a zona da construção (2) de apoio que envolve a luva (12) de aperto.

No âmbito da invenção é por principio também possível que as cavilhas (19) de fixação sejam cavilhas roscadas ligadas à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, isto é, as cavilhas roscadas podem estar fixadas na placa (1) de coquilha/no tubo de coquilha, por exemplo através de soldadura ou, de forma amovivel, através de aparafusamento. Estas cavilhas roscadas podem estar seguras na construção (2) de apoio por meio de porcas, sendo que as porcas, por sua vez, podem ser aparafusadas sobre as cavilhas roscadas até a uma distância definida em relação à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha. A distância da porca em relação à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, por sua vez, pode estar definida por uma luva (12) de aperto que pode ser fixada entre a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha e a porca. No âmbito da invenção é por principio também possível que a distância entre a porca e o lado posterior da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha esteja definida por uma delimitação na cavilha roscada. Uma delimitação pode por exemplo ser um rebordo na cavilha roscada, por exemplo em forma de uma gola (11) circunferencial. As cavilhas roscadas não têm que obrigatoriamente ser continuamente providas de uma rosca. Pode ser suficiente prever a rosca apenas numa secção de altura, 4 sobre a qual devem ser aparafusadas as porcas. Por princípio podem também ser utilizados parafusos que possuem apenas uma extremidade de aparafusamento, sendo que um batente (13) para a delimitação da profundidade de aparafusamento se liqa à extremidade de aparafusamento. No caso desta configuração não é necessária uma luva (12) de aperto separada. No caso contrário, uma porca e uma luva (12) de aperto poderiam formar uma única unidade de construção que é então aparafusada sobre uma cavilha roscada. É possível que, em particular no caso de uma configuração da fenda (18) de trabalho entre as superfícies (16, 17) viradas uma para a outra, da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha e da construção (2) de apoio, não exista nenhum contacto directo entre a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha e a construção (2) de apoio, uma vez que estes estão dispostos afastados um do outro continuamente, pelo menos através da largura da fenda (18) de trabalho.

Numa forma de realização preferida está previsto que a fenda (18) de trabalho apresente uma largura que é inferior a 2/10 mm. De um modo preferido, a fenda (18) de trabalho possui uma largura inferior a 1/10 mm. A fenda (18) de trabalho existe tanto à temperatura ambiente, como também durante o processo de fundição. Caso a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha seja pressionado contra a construção (2) de apoio devido às forças de aperto e da pressão ferrostática na coquilha, a fenda (18) de trabalho desloca-se eventualmente para o lado da construção (2) de apoio oposto à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, isto é, para a zona entre uma cabeça (9) de parafuso ou uma porca aparafusada e a construção (2) de apoio. Neste caso também não se origina um aperto. Tem que ser apenas superada a força de 5 atrito entre as superfícies (16, 17) viradas uma para a outra, da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha e da construção (2) de apoio, força essa que se origina em função da força normal.

As cavilhas (6) de fixação podem ser parafusos que podem ser aparafusados na placa (1) de coquilha/no tubo de coquilha até a uma profundidade de aparafusamento definida. Estes parafusos possuem uma cabeça (9) de parafuso que actua como batente. De modo a poder configurar uma fenda (18) de trabalho, é necessário que a cabeça (9) de parafuso não fique abaixo de uma distância mínima em relação à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha. Por este motivo está previsto um meio de delimitação, de modo a delimitar a profundidade de aparafusamento do parafuso e, deste modo, definir a largura da fenda de trabalho.

Numa outra forma de realização, o parafuso não está aparafusado directamente na placa (1) de coquilha relativamente macia/no tubo de coquilha, mas antes num encaixe (7) roscado fixado na placa (1) de coquilha/no tubo de coquilha. De modo a não sobrecarregar a ligação entre a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha e o encaixe (7) roscado, está previsto que a luva (12) de aperto se apoie directamente no encaixe (7) roscado.

Numa outra forma de realização um elemento (10) elástico está disposto entre a luva (12) de aperto e a porca ou a cabeça (9) de parafuso. Este elemento (10) elástico é em particular uma anilha de fixação ou também uma anilha elástica abaulada ou ondulada. Caso não exista a fenda (18) de trabalho entre a construção (2) de apoio e a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha devido a uma deformação da placa (1) de coquilha ou do tubo de coquilha durante a operação de fundição ou devido a 6 outras influências externas, o elemento (10) elástico impede um aperto que não cede, da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha em relação à construção (2) de apoio.

Em todas as formas de realização, a cabeça (9) de parafuso ou a porca apresenta maiores dimensões, no que diz respeito ao diâmetro, do que um furo (8) de passagem através da construção (2) de apoio, para que a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha esteja seguro na sua posição. De modo a reduzir o coeficiente de atrito entre as possíveis superfícies de encosto da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha ou das cavilhas (6) de fixação aparafusadas à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, está previsto dispor auxílios de deslizamento em superfícies que podem ser deslocadas umas relativamente às outras. Os auxílios de deslizamento podem estar dispostos tanto na construção (2) de apoio, como também na placa (1) de coquilha/no tubo de coquilha de uma luva (12) de aperto. O auxílio de deslizamento pode em particular ser um revestimento com base em politetrafluoretileno (PTFE). É também possível a utilização de discos deslizantes.

Para um movimento relativo entre a placa (1) de coquilha ou o tubo de coquilha e a construção (2) de apoio na zona das ligações individuais é essencial que as cavilhas (19) de fixação ou as luvas (12) de aperto que envolvem as cavilhas de fixação permitam uma tal deslocação relativa. Por princípio, as cavilhas (19) de fixação atravessam os furos (8) de passagem da construção (2) de apoio com uma folga radial suficiente. É considerado como particularmente vantajoso quando no âmbito da invenção a fenda (18) de trabalho desejada é mantida, pelo facto de ser estabelecida uma sobrepressão entre a placa 7 (1) de coquilha/o tubo de coquilha e a construção (2) de apoio através de um fluxo de refrigerante, de modo que a pressão do refrigerante pressiona a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha, afastando-o da superfície da construção (2) de apoio. Mesmo quando o refrigerante consegue penetrar na fenda (18) de trabalho, a fenda (18) de trabalho não é configurada, nos termos da invenção, como canal de refrigerante, mas antes possui uma largura essencialmente mais reduzida. A fenda (18) de trabalho encontra-se, quando muito, entre nervuras que delimitam os canais de refrigerante. No âmbito da invenção é possível por princípio, que apenas zonas parciais da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha estejam ligadas entre si sem aperto nos termos da invenção, de modo a possibilitar movimentos relativos em zonas parciais, nas quais é de esperar uma carga térmica particularmente elevada, enquanto que em outras zonas parciais da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha é seleccionado um outro tipo de fixação. Deste modo é também possível conceber um suporte fixo ou uma zona de suporte fixo com uma rigidez de ligação elevada entre a placa (1) de coquilha/o tubo de coquilha e a construção (2) de apoio, ou um suporte móvel ou uma zona de suporte móvel com uma rigidez de ligação reduzida. Partindo de uma zona de ligação com rigidez mais elevada, pode originar-se uma dilatação térmica da placa (1) de coquilha/do tubo de coquilha em zonas que apresentam valores de atrito reduzidos ou até estão ligadas entre si sem aperto, tal como é proposto no âmbito da invenção.

No que se segue, a invenção é explicada mais ao pormenor com base em exemplos de realização representados em desenhos.

Mostram:

Figuras 1 e 2 um corte transversal através de uma placa (2) de apoio e uma placa (1) de coquilha na zona de uma ligação aparafusada, sendo que a placa (1) de coquilha ocupa duas posições relativas diferentes em relação à placa (2) de apoio;

Figura 3 um corte através de uma placa (1) de coquilha e uma placa (2) de apoio na zona de uma fixação aparafusada, numa segunda forma de realização e

Figura 4 um corte através de uma placa (1) de coquilha e uma placa (2) de apoio na zona de uma fixação aparafusada, numa terceira forma de realização. A figura 1 mostra, em corte parcial, uma placa (1) de coquilha que está fixada numa placa (2) de apoio enquanto parte integrante de uma construção de apoio. A placa (1) de coquilha e a placa (2) de apoio formam uma unidade de placas de uma

coquilha refrigerada por líquido para a fundição continua de metais, que não se encontra representada mais ao pormenor. A placa (1) de coquilha é constituída por cobre ou uma liga de cobre, de um modo preferido com um limite de elasticidade superior a 350 MPa. Visando a refrigeração da placa (1) de coquilha, uma fenda (3) de refrigerante encontra-se entre a placa (2) de apoio e a placa (1) de coquilha. A fenda (3) de refrigerante encontra-se na placa (1) de coquilha e é determinada, no que diz respeito à sua largura S, pela altura de bases (5) de plataforma que sobressaem em forma de ilhas no lado (4) do refrigerante da placa (1) de coquilha. As bases (5) de plataforma podem possuir uma configuração aerodinâmica e o refrigerante escoa à sua volta. Neste exemplo de realização, as bases (5) de plataforma são configuradas numa só peça com a 9 placa (1) de coquilha. Uma cavilha (6) de fixação encaixa nas bases (5) de plataforma representadas da placa (1) de coquilha. Para este efeito, na base (5) de plataforma encontra-se ancorado um encaixe (7) roscado, no qual está aparafusada a cavilha (6) de fixação. A cavilha (6) de fixação atravessa um furo (8) de passagem na placa (2) de apoio. A cabeça (9) de parafuso, da cavilha (6) de fixação, configurada como sextavado exterior, apoia-se, através de uma anilha (10) de fixação e uma gola (11) de uma luva (12) de aperto, numa superfície (13) de batente posterior da placa (2) de apoio. A luva (12) de aperto prolonga-se para dentro do furo (8) de passagem e é centrada pela haste (14) do parafuso. Esta apoia-se numa secção (15) anelar do encaixe (7) roscado. Neste exemplo de realização, a secção (15) anelar projecta-se igualmente para dentro do furo (8) de passagem. O comprimento da secção (15) anelar, da luva (12) de aperto e da anilha (10) de fixação, que se prolonga segundo a direcção do eixo MLA longitudinal central do furo (8) de passagem, ou seja da cavilha (6) de fixação é dimensionado de tal modo que permanece uma fenda (18) de trabalho com uma largura B reduzida entre as superfícies (16, 17) viradas uma para a outra da placa (2) de apoio e da placa (1) de coquilha. Na zona desta fixação aparafusada, a placa (1) de coquilha não se encosta à placa (2) de apoio. A figura 2 mostra o corte parcial da figura 1, sendo que a placa (1) de coquilha foi deslocada lateralmente em relação à placa (2) de apoio. Neste caso, a largura B da fenda (18) de trabalho manteve-se idêntica. A deslocação é efectuada por um valor X, correspondentemente à direcção X no sistema de coordenadas cartesianas desenhado. De igual modo é possível uma 10 deslocação segundo a direcção Y, sendo que o grau da deslocação é determinado pela sobremedida do furo (8) de passagem. A direcção Z corresponde a uma deslocação da placa (1) de coquilha na direcção da construção de apoio, ou seja da placa (2) de apoio, isto é, segundo a direcção do eixo MLA longitudinal central da cavilha (6) de fixação. A deslocação na direcção z deve ser mantida o mais reduzida possivel através de fendas de trabalho estreitas e é inferior à deslocação segundo as direcções X e Y. A forma de realização da figura 3 difere daquelas das figuras 1 e 2 pelo facto de não estar previsto um anel de fixação, apoiando-se a cabeça (9) de parafuso por conseguinte directamente na gola (11) da luva (12) de aperto. A haste (14) da cavilha (6) de fixação é concebida de um modo correspondentemente mais curto. A forma de realização da figura 4 difere daquela da figura 1 através de uma cavilha (19) de fixação com uma configuração diferente. Esta cavilha (19) de fixação possui uma haste (20) cilíndrica que se projecta para dentro do furo (8) de passagem e que, de certo modo, actua como luva de aperto. A haste (20) é dimensionada no que diz respeito ao seu comprimento de tal modo que se encosta directamente à secção (15) anelar do encaixe (7) roscado quando a cavilha (19) de fixação está aparafusada. Deste modo prescinde-se, por um lado, da anilha (10) de fixação e, por outro lado, da luva (12) de aperto. É possível uma montagem muito rápida e fácil. A variedade de componentes é reduzida. Também no caso desta forma de realização, o diâmetro exterior da haste (20) é seleccionado de modo a ser menor do que o diâmetro interior do furo (8) de passagem, para possibilitar uma deslocação lateral da placa (1) de coquilha em relação à placa 11 (2) de apoio segundo as direcções X e Y. A largura B da fenda (18) de trabalho é determinada e exactamente definida pelo ajuste no que diz respeito ao comprimento, da secção (15) anelar, da haste (20) e do comprimento do furo (8) de passagem.

Lista de referências: 1 - placa de coquilha 2 - placa de apoio 3 - fenda de refrigerante 4 - lado do refrigerante 5 - base de plataforma 6 - cavilha de fixação 7 - encaixe roscado 8 - furo de passagem em 2 9 - cabeça de parafuso 10 - elemento elástico (anilha de fixação) 11 - gola 12 - luva de aperto 13 - superfície de batente 14 - haste de 6 15 - secção anelar de 7 16 - superfície de 2 17 - superfície de 1 18 - fenda de trabalho 19 - cavilha de fixação 20 - haste de 19 12 MLA - eixo longitudinal central de 6, 20 B - largura de 18 S - largura de 3

Lisboa, 25 de Fevereiro de 2010 13

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Coquilha refrigerada por líquido para a fundição contínua de metais, compreendendo placas (1) de coquilha ou um tubo de coquilha em cobre ou numa liga de cobre, que estão ligados mediante cavilhas (6, 19) de fixação a uma construção (2) de apoio, de tal modo que existe no seu todo, uma fenda (18) de trabalho entre a construção (2) de apoio e as placas (1) de coquilha ou o tubo, sendo que os furos de passagem para as cavilhas (6, 19) de fixação na construção (2) de apoio são sobredimensionados, caracterizada por as cavilhas (6, 19) de fixação ou a. serem parafusos que podem ser aparafusados nas placas (1) de coquilha ou no tubo de coquilha, sendo que a profundidade de aparafusamento é delimitada através de uma luva (12) de aperto que está fixada entre uma cabeça (9) de parafuso, dos parafusos e a placa (1) de coquilha ou o tubo de coquilha ou b. sendo que as cavilhas (6, 19) de fixação são cavilhas roscadas ligadas de forma amovível a uma placa (1) de coquilha ou a um tubo de coquilha e que são seguras com porcas, sendo que as porcas podem ser aparafusadas sobre as cavilhas roscadas até a uma distância em relação à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, que configura uma fenda (18) de trabalho, sendo que a distância é definida por uma luva (12) de aperto fixada entre a placa (1) de 1 coquilha/o tubo de coquilha e a porca ou c. sendo que as cavilhas (6, 19) de fixação são cavilhas roscadas ligadas de forma amovível a uma placa (1) de coquilha ou a um tubo de coquilha e que são seguras com porcas, sendo que as porcas podem ser aparafusadas sobre as cavilhas roscadas até a uma distância em relação à placa (1) de coquilha/ao tubo de coquilha, que configura uma fenda (18) de trabalho, sendo que as porcas podem ser aparafusadas sobre a cavilha roscada até a uma gola circunferencial da cavilha roscada.
2. 2. Coquilha de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as luvas (12) de aperto serem partes integrantes das porcas numa só peça.
3. 3. Coquilha de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por a fenda (18) de trabalho se encontrar entre as superfícies (16, 17) viradas uma para a outra, da placa (1) de coquilha ou do tubo de coquilha e da construção (2) de apoio.
4. 4. Coquilha de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a largura (B) da fenda (18) de trabalho ser inferior a 0,2 mm.
5. 5. Coquilha de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por o parafuso (6) estar aparafusado num encaixe (7) roscado localizado na placa (1) de coquilha ou 2 no tubo de coquilha, sendo que a luva (12) de aperto se apoia no encaixe (7) roscado. Coquilha de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por um elemento (10) elástico estar disposto entre a luva (12) de aperto e a porca ou a cabeça (9) de parafuso. Lisboa, 25 de Fevereiro de 2010