ES2261711T3 - Cuerpo moldeado ceramico. - Google Patents
Cuerpo moldeado ceramico.Info
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Abstract
Cuerpo moldeado cerámico (1), cuya superficie (9, 13, 15) está cubierta, al menos por secciones, por un revestimiento de acero (5), estando revestido el revestimiento de acero (5) en su superficie que no cubre el cuerpo moldeado (1), al menos por secciones, con una sustancia (7) inhibidora del descascarillado.
Description
Cuerpo moldeado cerámico.
La invención se refiere a un cuerpo moldeado
cerámico, en especial un cuerpo moldeado realizado en un material
cerámico resistente al fuego. Debido a sus propiedades de
resistencia al fuego, los cuerpos moldeados cerámicos realizados en
un material cerámico resistente al fuego se pueden usar para
propósitos de utilización en los cuales están sometidos a
temperaturas altas, por ejemplo superiores a 500ºC y muy
superiores.
Por ejemplo, los cuerpos moldeados cerámicos se
pueden utilizar en la fundición de metal, por ejemplo como orificio
de descarga en sistemas de cierre mediante corredera, por ejemplo en
la colada continua de metal. Aunque la invención no está limitada a
un uso de cuerpos moldeados cerámicos como orificio de descarga en
sistemas de cierre mediante corredera, se describe a continuación a
título de ejemplo sobre la base de un propósito de utilización de
este tipo.
Durante la fundición de metal los orificios de
descarga en sistemas de cierre mediante corredera sirven para
introducir la masa fundida, por ejemplo masa fundida de acero, desde
la cuchara al recipiente intermedio (artesa de colada) o desde la
artesa de colada a la coquilla. Para guiar (estriccionar) el chorro
de metal en estos sistemas de cierre mediante la corredera los
orificios de descarga pueden estar confeccionados al mismo tiempo en
forma de tophats (placa con orificio de descarga integrado) o como
orificio de descarga intercambiable. En el caso del orificio de
descarga intercambiable el orificio de descarga se puede retirar del
sistema de cierre mediante corredera como pieza separada y es por
consiguiente intercambiable.
Los cuerpos moldeados cerámicos en forma de
orificios de descarga son rodeados generalmente en su superficie
perimétrica exterior con un revestimiento de chapa de acero. Gracias
a éste se pueden mejorar las propiedades mecánicas así como la
capacidad de resistencia química de orificio de descarga. Con las
altas temperaturas que aparecen durante el proceso de colada se
produce, en la atmósfera de aire oxidante, la formación de óxidos
(cascarilla) sobre la superficie del revestimiento de chapa. El
descascarillado se basa en reacciones del revestimiento de chapa
metálico con el oxígeno del aire. En el caso de materiales de
trabajo de hierro la oxidación se inicia por encima de
aproximadamente 400ºC y se hace especialmente intensa a temperaturas
superiores aproximadamente a 600ºC. El espesor de la capa de
cascarilla aumenta con el tiempo y la temperatura. Si la capa de
cascarilla explota, es retirada mediante acción mecánica o, como es
en general el caso para solicitaciones de cambio de temperatura, se
agrieta, aumenta notablemente el descascarillado del revestimiento
de chapa. Finalmente, el revestimiento de chapa puede
descascarillarse hasta el extremo que ya no pueda realizar su tarea
para mejorar las propiedades mecánicas y químicas del orificio de
descarga.
Mediante la adición de elementos de aleación
especiales en el revestimiento de chapa de acero, los cuales
conducen a la formación de capas de cascarilla más densas, adheridas
de forma fija, se podría reducir la velocidad de descascarillado.
Sin embargo, este tipo de capas de cascarilla presenta únicamente
una resistencia mecánica pequeña, se pueden retirar con facilidad
del revestimiento de chapa, con lo cual las capas del revestimiento
de chapa situadas debajo están sometidas de ahora en adelante sin
protección a un descascarillado.
En la práctica se combatía por ello el
descascarillado hasta ahora generalmente a altas temperaturas
mediante la utilización de gases protectores, en especial argón. Una
absorción de gas argón de este tipo del revestimiento de chapa
resulta, sin embargo compleja, cara y por consiguiente muy poco
rentable.
La absorción de gas argón no puede impedir
tampoco del todo el descascarillado del revestimiento de chapa.
La consecuencia es que también en caso de
absorción de gas argón tiene lugar un descascarillado del
revestimiento de chapa.
Si el descascarillado del revestimiento de chapa
ha avanzado demasiado y si no puede proteger ya de forma eficaz el
cuerpo moldeado cerámico situado debajo, hay que cambiar del
orificio de descarga, incluido el revestimiento de chapa, a pesar de
que la pieza moldeada cerámica permitiría duraciones más
prolongadas.
En el documento
US-A-4 323 529 se describe un
procedimiento para la fabricación de un cuerpo moldeado resistente
al fuego. Durante la fabricación se integra en el material de base
cerámico del cuerpo moldeado una lámina de metal. Es importante
destacar que la lámina se puede oxidar. La interacción química con
el material cerámico, que rodea la lámina, observada en ese caso se
designa como ventajosa. El cuerpo moldeado posee además una
envoltura de acero exterior. Con la envoltura de acero exterior
están en contacto, durante la fabricación del cuerpo moldeado,
medios de sujeción los cuales son retirados de nuevo tras la
fabricación del cuerpo moldeado.
El documento
US-A-4 182 466 da a conocer asimismo
un cuerpo moldeado cerámico resistente al fuego con una envoltura
metálica. No están previstas otras piezas. El cuerpo moldeado es
confeccionado en un dispositivo de alojamiento en el revestimiento
exterior de un recipiente de fundido metalúrgico.
Una pieza moldeada cerámica concreta: por el
documento WO 89/02800 se conoce también un tubo inmergido con un
revestimiento de acero exterior.
En todos los casos se puede producir, en caso de
utilización de los cuerpos moldeados conocidos, un descascarillado
en la zona del revestimiento de acero exterior.
La invención se plantea el problema de proponer
un cuerpo moldeado cerámico cuya superficie esté cubierta, al menos
por secciones, por un revestimiento de acero, el cual se pueda
utilizar de forma económica y en el cual el revestimiento de acero
esté sometido, también a temperaturas altas, a un descascarillado
reducido.
La invención resuelve el problema mediante un
cuerpo moldeado cerámico cuya superficie está cubierta, al menos por
secciones, por un revestimiento de acero, estando revestido el
revestimiento de acero, en su superficie que no cubre el cuerpo
moldeado, al menos por secciones, con un material inhibidor del
descascarillado.
La reducción o supresión del descascarillado
conduce a que la función mecánica de la cubierta de metal se
conserve durante más tiempo. Con ello resultan también
duraciones/durabilidades más prolongadas para el cuerpo moldeado
cerámico.
Se ha demostrado que la oxidación
(descascarillado) del revestimiento de acero de un cuerpo moldeado
cerámico en los puntos en los cuales está sometido a altas
temperaturas en una atmósfera oxidante (por ejemplo aire), se pueden
inhibir de manera eficaz cuando el revestimiento de acero en estos
puntos está revestido con un material inhibidor del descascarillado.
Por materiales "inhibidores del descascarillado" se entienden,
en este contexto, materiales los cuales, debido a su composición,
presentan una resistencia incrementada contra descascarillado en
comparación con el revestimiento de acero.
Como materiales inhibidores del descascarillado
se pueden utilizar, por ejemplo, aluminio metálico, cromo o silicio
o sus óxidos (Al_{2}O_{3}, Cr_{2}O_{3}, SiO_{2}) u otras
aleaciones o compuestos de ellos, de forma individual o en
combinación.
El revestimiento de acero puede, por ejemplo,
ser dotado también de esta manera con un material inhibidor del
descascarillado, gracias a que en primer lugar se aplican cromo o
aluminio metálico sobre el revestimiento de acero y que a
continuación se pasivan.
El material inhibidor del descascarillado puede
ser aplicado, por ejemplo, en forma sólida y, en el caso de un
material metálico, por ejemplo, como chapa o placa, sobre el
revestimiento de acero. En caso de utilización de chapas éstas y el
revestimiento de acero pueden ser, por ejemplo, soldadas o adheridas
entre sí para su conexión. También puede estar previsto que la
chapa, realizada en un material inhibidor del descascarillado, sea
aplicada por contracción sobre el revestimiento de acero, en
especial puede estar previsto revestir el revestimiento de acero de
tal manera con el material inhibidor del descascarillado que el
revestimiento de acero, en sus secciones revestidas por el material
inhibidor del descascarillado, no pueda entrar en contacto con la
atmósfera de gas circundante. Por lo tanto, la cobertura/el
revestimiento debe ser estanco al gas.
En caso de utilización de un material inhibidor
del descascarillado en forma de una chapa pueden corresponder las
superficies, orientadas unas hacia las otras, de la chapa inhibidora
del descascarillado y el revestimiento de acero, con precisión de
ajuste, entre sí de manera que la chapa inhibidora del
descascarillado revista por completo el revestimiento de acero.
También puede ser suficiente que la chapa inhibidora del
descascarillado sea conectada ella sola de forma estanca al gas con
el revestimiento de acero, sea por ejemplo soldada.
Según una forma de realización alternativa puede
estar previsto que el material inhibidor del descascarillado sea
aplicado en primer lugar en forma líquida sobre el revestimiento de
acero, sea por ejemplo extendido o pulverizado (p. ej. mediante
proyección a la llama o de plasma), o que el revestimiento de acero
sea empapado con el líquido, y el líquido sea transferido a
continuación sobre el revestimiento de acero en una forma sólida, la
cual reviste el revestimiento de acero de forma adhesiva.
También puede estar previsto que el material
inhibidor del descascarillado sea aplicado en primer lugar en forma
de polvo sobre el revestimiento de acero y sea conectado entonces
allí de forma adhesiva con el revestimiento de acero.
En general basta con aplicar el material
inhibidor del descascarillado con un espesor de hasta 1 mm, por
ejemplo con un espesor comprendido entre 0,1 y
0,7 mm ó 0,2 y 0,5 mm.
0,7 mm ó 0,2 y 0,5 mm.
Como se ha explicado ya al principio, el cuerpo
moldeado cerámico en especial un orificio de descarga cerámico para
la colada continua de metal, puede ser un orificio de descarga
intercambiable y se explica a continuación a título de ejemplo sobre
la base de un orificio de descarga de este tipo.
La superficie del revestimiento de acero
orientada hacia el orificio de descarga cerámico puede apoyarse
directamente sobre la superficie del orificio de descarga cerámico y
el revestimiento de acero puede ser aplicado, por ejemplo, mediante
aplicación por contracción de una chapa previamente calentada.
Según un ejemplo de forma de realización
mencionado está previsto que el revestimiento de acero rodee el
orificio de descarga por su superficie perimétrica exterior. Una
forma de realización de este tipo es conocida por el estado de la
técnica. Dado que la superficie perimétrica exterior (superficie)
del orificio de descarga está formada, por regla general, con
simetría de rotación, el revestimiento de acero puede estar situado
en este caso en forma de un casquillo alrededor del orificio de
descarga.
Las superficies orientadas unas hacia las otras
del revestimiento de acero y del orificio de descarga cerámico
pueden estar formadas correspondiendo entre sí de tal manera que
lleguen a apoyarse por completo una sobre la otra. En este caso las
secciones de la superficie del orificio de descarga cubiertas por el
revestimiento de acero son revestidas directamente por la superficie
del revestimiento de acero orientada hacia el orificio de descarga.
La resistencia mecánica del orificio de descarga cerámico se puede
aumentar gracias a que el revestimiento de acero se apoye, sometido
a pretensión, sobre el orificio de descarga, aplicado por ejemplo
por contracción. Alternativamente puede estar previsto que el
revestimiento de acero esté en contacto únicamente por su borde con
el orificio de descarga cerámico. Al mismo tiempo puede estar
formada estanca al gas la zona de contacto entre el revestimiento de
acero y el orificio de descarga
cerámico.
cerámico.
Otras características de la invención resultan
de las reivindicaciones subordinadas así como la restante
documentación de solicitud.
A continuación se explica con mayor detalle un
ejemplo de forma de realización de un cuerpo moldeado cerámico según
la solicitud a partir de la figura, muy esquematizada, que se
proporciona a continuación, en la que:
la Figura 1 muestra un cuerpo moldeado
cerámico en forma de un orificio de descarga para la colada continua
de metal en una vista seccionada lateral.
El orificio de descarga 1 comprende un cuerpo
moldeado cerámico 3 el cual está cubierto, por secciones, por un
revestimiento de acero 5. El revestimiento de acero 5 está
revestido, por secciones, con una sustancia 7 inhibidora del
descascarillado.
El cuerpo moldeado cerámico 3 se extiende con
simetría de rotación alrededor de su eje longitudinal L. Asimismo,
en su interior presenta con simetría de rotación alrededor de su eje
longitudinal L, un canal 2 interior para el paso de la masa de metal
fundida. En una sección A cilíndrica superior del cuerpo moldeado
cerámico 3 se conectan, en primer lugar, hacia abajo, una sección B
que se estrecha cónicamente, a ella además una sección C cilíndrica
y, finalmente, una sección D que se estrecha cónicamente. El cuerpo
moldeado cerámico 3 está realizado en un material cerámico
resistente al fuego usual. Una superficie frontal 9 superior del
cuerpo moldeado cerámico 3 presenta una escotadura 11.
En su superficie perimétrica 13 exterior el
cuerpo moldeado cerámico 3 está cubierto, por secciones, por el
revestimiento de acero 5 en forma de casquillo. El revestimiento de
acero 5 se apoya con toda su superficie sobre la superficie
perimétrica 13 exterior. Empieza en el borde 130 superior de la
superficie perimétrica 13 exterior y acaba, distanciado del borde
13u inferior de la superficie perimétrica 13 exterior, en la zona de
la sección D. La zona de la superficie perimétrica 13, la cual se
extiende en la zona de la sección D desde el extremo inferior del
revestimiento de acero 5 hasta el borde 13u inferior, está
caracterizada con el signo de referencia 13f; es la única sección de
la superficie perimétrica 13 exterior que no está cubierta por el
revestimiento de acero 5.
La superficie frontal 9 superior y una
superficie frontal 15 inferior del cuerpo moldeado cerámico 3 no
están cubiertas tampoco por el revestimiento de acero 5.
La sección del revestimiento de acero 5, la cual
cubre la sección D del cuerpo moldeado cerámico, está revestida con
una capa de aluminio 7 inhibidora del descascarillado. Esta capa de
aluminio 7 está colocada (aplicada por contracción) en forma de un
casquillo sobre el revestimiento de acero 5 y está conectada de
forma fija con éste. Esta zona representa la superficie de contacto
hacia un tubo de sombra u orificio de descarga de inmersión y está
sometido a la oxidación más intensa. Correspondientemente, en el
ejemplo de forma de realización explicado con anterioridad,
únicamente esta sección del revestimiento de acero 5 está revestida
con una sustancia inhibidora del descascarillado.
Claims (13)
1. Cuerpo moldeado cerámico (1), cuya
superficie (9, 13, 15) está cubierta, al menos por secciones, por un
revestimiento de acero (5), estando revestido el revestimiento de
acero (5) en su superficie que no cubre el cuerpo moldeado (1), al
menos por secciones, con una sustancia (7) inhibidora del
descascarillado.
2. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1 como orificio de descarga para fundición de
metal.
3. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 2 como orificio de descarga intercambiable.
4. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1 para un sistema de cierre mediante corredera.
5. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el revestimiento de acero (5) se apoya
directamente sobre la superficie (13) del cuerpo moldeado cerámico
(1).
6. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el revestimiento de acero (5) es una
chapa de acero.
7. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el revestimiento de acero (5) comprende
el cuerpo moldeado cerámico (1) en su superficie perimétrica (13)
exterior.
8. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 6, en el que el revestimiento de acero (5) comprende
el cuerpo moldeado cerámico (1) bajo pretensión.
9. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el material inhibidor del
descascarillado es un metal o un compuesto de metal.
10. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1 con un material inhibidor del descascarillado en
forma de una chapa (7) o una capa aplicada sobre el revestimiento de
acero (5).
11. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el material inhibidor del
descascarillado está realizado en aluminio o en un compuesto de
aluminio.
12. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el material (7) inhibidor del
descascarillado está proyectado sobre el revestimiento de acero
(5).
13. Cuerpo moldeado cerámico (1) según la
reivindicación 1, en el que el material (7) inhibidor del
descascarillado forma un cierre estanco al gas respecto de las
superficies cubiertas del revestimiento de acero (5).
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