ES2982841T3 - Dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, así como procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón en un dispositivo de colada por inducción en vacío - Google Patents
Dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, así como procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón en un dispositivo de colada por inducción en vacío Download PDFInfo
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Abstract
La invención se refiere a un dispositivo de colada por inducción al vacío (1) para la colada de metales y aleaciones de metales bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que presenta al menos una cámara de almacenamiento (4) y un antecrisol (5) que se comunica con la cámara de almacenamiento (4) y presenta al menos un dispositivo de colada de tapón (8), en el que el dispositivo de colada por inducción al vacío (1) se puede acoplar de forma desmontable a un sistema de colada continua (3) o a un sistema de atomización de polvo de forma hermética a los gases como conjunto posterior, y el dispositivo de colada por inducción al vacío (1) está diseñado para transferir el metal fundido al conjunto posterior bajo vacío y/o atmósfera de gas protector. La cámara de almacenamiento (4) junto con el antecrisol (5) está montada de forma giratoria alrededor de un eje de inclinación de modo que el metal fundido se puede mover desde el antecrisol (5) a la cámara de almacenamiento (4) y viceversa, y el dispositivo de colada de tapón (8) comprende medios para cerrar al menos una boquilla de colada (9) dentro del antecrisol (5) de forma hermética a los gases. La invención se refiere además a un procedimiento para cambiar una varilla de tapón (26) y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada de tapón (8) y/o una boquilla de colada (9) en un dispositivo de colada por inducción al vacío (1). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, así como procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón en un dispositivo de colada por inducción en vacío
La presente invención hace referencia a un dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, así como a un procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón y/o una boquilla de colada en un dispositivo de colada por inducción en vacío.
Un dispositivo de colada por inducción en vacío, que está conectado a una instalación de colada continua de forma estanca al vacío, se conoce por ejemplo por la solicitud DE 1952083 A. En la solicitud DE 1952083 A se describe un procedimiento de colada continua realizado bajo vacío, para colar metales u otros materiales que requieren una desgasificación y que en el calor reaccionan en presencia de condiciones atmosféricas normales. Esa instalación presenta una cámara de vacío en la que está dispuesta una cuchara como recipiente de almacenamiento para el metal líquido. Debajo de la cuchara está dispuesto un distribuidor en forma de un embudo, que recibe el metal líquido y lo distribuye en una entrada que posibilita una colada uniforme del metal líquido, desde el distribuidor, en una coquilla de una instalación de colada continua que se utiliza como molde para el metal líquido que circula. En el procedimiento conocido, la colada tiene lugar bajo vacío. La cuchara está provista de un cono de cierre que presenta un cuerpo de cierre cónico que interactúa con una parte de la boquilla de colada realizada de forma cónica, de modo correspondiente.
Otro estado de la técnica se conoce por las solicitudes DE 112009 001 950 T5, EP 0518 536 A1, KR 10 1090429, US 3,779,743, US 3,888,300, WO 2015/101552 A1, DE 20 17469 A1, DE 3640269 C1, EP 0869 854 B1, EP 1042087 B1, JP 2013039588 A, US 6,070,649 y US 2016/0052049 A1.
Los así llamados tubos de inmersión, boquillas de colada o bloques cónicos, así como los cuerpos de cierre en forma de tapones cónicos, barras del tapón o similares, con distintas dimensiones y formas, se utilizan para la carga líquida de metales y metales no férreos en hornos de fusión y hornos de mantenimiento, así como en artesas, cucharas, recipientes de almacenamiento, recipientes intermedios y similares. Los mismos se fabrican de material refractario y se introducen o pegan con un mortero refractario en el área del piso del horno de fusión y de mantenimiento, así como en cubas y artesas.
Naturalmente, esas piezas están expuestas a un desgaste, así como se desgastan. Para cambiar un tubo de inmersión usado y/o una boquilla de colada usada y/o el cuerpo de cierre, por una parte, se requiere una interrupción más prolongada de la operación; por otra parte, la mayoría de las instalaciones están diseñadas de manera que un cambio de esa clase sólo es posible bajo condiciones atmosféricas. En ese caso, en general no puede impedirse una entrada de aire que contiene oxígeno al horno de fusión y/o al dispositivo de colada, así como eventualmente incluso a la unidad conectada aguas abajo. En particular esto no es deseable en las instalaciones que deben operarse casi de forma continua bajo vacío y/o atmósfera de gas protector.
Un dispositivo de colada por inducción en vacío según el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce por la solicitud CH 509846 A. Otro estado de la técnica se conoce por las solicitudes GB 1483024 A y GB 2013 120 A.
El objeto de la presente invención, por tanto, consiste en proporcionar un dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que esté mejorado en cuanto a la posibilidad de cambio de las partes que se desgastan, por ejemplo el dispositivo de colada con tapón o la boquilla de colada.
Además, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada de tapón y/o una boquilla de colada en un dispositivo de colada por inducción en vacío de esa clase.
Dicho objeto se soluciona mediante un dispositivo de colada por inducción en vacío con las características de la reivindicación 1, así como mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 8. Además, según la invención se propone una instalación para la carga, la fundición y la colada de metal y aleaciones de metal que comprende un dispositivo de colada según la invención.
De las reivindicaciones dependientes resultan configuraciones ventajosas de la invención.
Un aspecto de la invención hace referencia a un dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos una cámara de almacenamiento y un antecrisol que se comunica con la cámara de almacenamiento, que presenta al menos un dispositivo de colada con tapón, donde el dispositivo de colada por inducción en vacío puede acoplarse de forma separable, de forma estanca al gas, a una instalación de colada continua o a una instalación de pulverización de polvo, como una unidad conectada aguas abajo, y el dispositivo de colada por inducción en vacío está diseñado para transferir la masa fundida, bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, a la unidad conectada aguas abajo, donde la cámara de almacenamiento con el antecrisol está montada de forma que puede rotar alrededor de un eje de inclinación, de manera que puede trasladarse masa fundida desde el antecrisol hacia la cámara de almacenamiento y de regreso, y el dispositivo de colada con tapón comprende medios para el cierre, estanco al gas, de al menos una boquilla de colada dentro del antecrisol.
El término boquilla de colada, en el sentido de la presente invención, comprende todas las posibles variantes de las características de una boquilla de colada de esa clase, incluyendo un embudo cónico o bloque cónico y/o un tubo de inmersión. Un dispositivo de colada con tapón, en el sentido de la presente invención, es un dispositivo mediante el cual, por medio de un cuerpo de cierre en forma de un tapón cónico o de una barra, o similares, metal líquido puede dosificarse desde la boquilla de colada o con el cual, según la necesidad, puede cerrarse la boquilla de colada.
Un aspecto esencial de la invención reside en la configuración del dispositivo de colada por inducción en vacío de manera que la cámara de almacenamiento y el antecrisol que se comunica con el mismo está montado de forma que puede rotar alrededor de un eje de inclinación, de modo que la masa fundida puede trasladarse desde al antecrisol hacia la cámara de almacenamiento, y de regreso. De ese modo es posible llevar el dispositivo de colada lleno a una posición de mantenimiento o de reparación, en el que boquilla de colada está desacoplada de la unidad conectada aguas abajo y en el que puede accederse a la misma. De este modo, de manera ventajosa, en el área de la boquilla de colada ya no se encuentra metal fundido. Por metal y aleaciones de metal, en el sentido de la presente solicitud, se entienden metales y aleaciones de metal no férreas. Entre éstas también se encuentran las así llamadas aleaciones de alto rendimiento o súper aleaciones.
Los gases protectores, en el sentido de la presente invención, pueden ser argón, nitrógeno o helio. Aun cuando el término dispositivo de colada por inducción en vacío sugiere una operación exclusivamente bajo vacío, según la invención se prevé que el dispositivo de colada por inducción en vacío esté diseñado tanto para el funcionamiento bajo vacío, como también para el funcionamiento bajo atmósfera de gas protector. En el dispositivo de colada por inducción en vacío según la invención se prevé que el dispositivo de colada con tapón, como medio para el cierre estanco al gas de al menos una boquilla de colada, comprenda al menos un capuchón refractario que, dentro del antecrisol, forma un cerramiento, estanco al gas, de una entrada de la boquilla de colada.
El capuchón, por ejemplo, puede estar dispuesto en un extremo de conducción de un varillaje del dispositivo de colada con tapón y puede trasladarse con el varillaje.
En una configuración especialmente ventajosa del dispositivo de colada por inducción en vacío según la invención se prevé que el dispositivo de colada con tapón presente al menos una unidad de cierre con tapón, con una barra del tapón, así como otra unidad de cierre con un capuchón en el extremo de conducción de una barra, que están diseñadas para interactuar de forma alternada con una boquilla de colada. En el caso de que se requiera un cambio de la boquilla de colada o del tubo de inmersión, es posible hermetizar la boquilla de colada o el tubo de inmersión dentro del antecrisol del dispositivo de colada mediante el capuchón, de manera que la boquilla de colada o el tubo de inmersión pueda permanecer accesible desde el exterior, y por ejemplo que el material desgastado de la boquilla de colada pueda separarse con métodos de extracción, y a continuación pueda tener lugar la colocación de una nueva boquilla de colada.
Se considera especialmente ventajoso que al menos una unidad de cierre con tapón y la otra unidad de cierre estén fijadas en un varillaje giratorio que está diseñado como un torno de revólver. De este modo, con un accionamiento, de manera opcional, una unidad de cierre con tapón o la otra unidad de cierre, pueden llevarse a una posición de funcionamiento correspondiente.
De manera conveniente está proporcionada al menos una compuerta corredera de vacío dentro del antecrisol, que está diseñada para cerrar de forma estanca al gas un conducto para una barra del tapón del dispositivo de colada con tapón.
Preferentemente, en al menos una boquilla de colada están proporcionados medios para la succión de gas. Los mismos pueden estar proporcionados para la descarga de gases del proceso que por ejemplo salen desde el dispositivo de colada por inducción en vacío, en particular para la succión de gas inerte que sale. De manera conveniente, como medio para la succión de gas está proporcionado al menos un dispositivo de succión anular alrededor de al menos una boquilla de colada.
Otro aspecto de la invención hace referencia a un procedimiento para cambiar una barra del tapón y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón y/o una boquilla de colada en un dispositivo de colada por inducción en vacío para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos una cámara de almacenamiento y un antecrisol que se comunica con la cámara de almacenamiento, que presenta al menos un dispositivo de colada con tapón, donde el dispositivo de colada por inducción en vacío puede acoplarse de forma separable, de forma estanca al gas, a una instalación de colada continua o a una instalación de pulverización de polvo, como una unidad conectada aguas abajo, y el dispositivo de colada por inducción en vacío está diseñado para transferir la masa fundida, bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, a la unidad conectada aguas abajo, donde el procedimiento comprende las siguientes etapas del procedimiento:
a) cierre de al menos una boquilla de colada con el cuerpo de cierre del dispositivo de colada con tapón,
b) inclinación del dispositivo de colada por inducción en vacío alrededor de un eje de inclinación y desacoplamiento del dispositivo de colada por inducción en vacío de la unidad conectada aguas abajo, de manera que la masa fundida que se encuentra en el antecrisol se traslada a la cámara de almacenamiento,
c) extracción de la barra del tapón con el cuerpo de cierre desde el antecrisol, manteniendo el vacío y/o la atmósfera de gas protector dentro de la cámara de almacenamiento y del antecrisol, d) cambio de la barra del tapón y/o del cuerpo de cierre y/o de la boquilla de colada,
e) introducción de otra unidad de cierre con un capuchón en el extremo de conducción de un varillaje, en el antecrisol,
f) cierre estanco al gas de al menos una boquilla de colada dentro del antecrisol mediante la utilización del capuchón,
g) cambio de la boquilla de colada, y
h) extracción de la otra unidad de cierre e introducción de una barra del tapón con un cuerpo de cierre, manteniendo un vacío y/o una atmósfera de gas protector dentro de la cámara de almacenamiento y del antecrisol.
Las etapas del procedimiento a) a f) preferentemente se realizan en el orden de su enumeración. En primer lugar tiene lugar el cierre de la boquilla de colada con el cuerpo de cierre del dispositivo de colada con tapón. Si el antecrisol comprende una pluralidad de boquillas de colada, naturalmente se cierran todas las boquillas de colada. A continuación, el dispositivo de colada por inducción en vacío se inclina o rota alrededor de un eje de inclinación, donde al mismo tiempo, la boquilla de colada o las boquillas de colada se elevan desde la unidad conectada aguas abajo. De este modo, la masa fundida que se encuentra en el antecrisol se traslada a la cámara de almacenamiento. Después, la barra del tapón con el cuerpo de cierre puede extraerse desde el antecrisol.
Preferentemente, la barra del tapón es guiada hacia una cámara del tapón hermetizada con respecto a la atmósfera, de manera que se mantienen el vacío y/o la atmósfera de gas protector dentro de la cámara de almacenamiento y del antecrisol. A continuación pueden cambiarse la barra del tapón y/o el cuerpo de cierre y/o la boquilla de colada.
Por una boquilla de colada, en el sentido de la presente invención, se entiende una entrada de la boquilla cónica/bloque cónico y/o un así llamado tubo de inmersión que preferentemente se componen de una cerámica refractaria.
Al realizar la etapa del procedimiento f) el capuchón, preferentemente con una brida de estanqueidad, se coloca sobre una brida de estanqueidad correspondiente del borde de la boquilla de colada.
Preferentemente el procedimiento se realiza utilizando el dispositivo de colada por inducción en vacío de la clase antes descrita, con una o varias de las características antes descritas.
Además, la invención hace referencia a una instalación para la carga, la fundición y la colada de metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos un dispositivo de fundición por inducción en vacío, medios para la carga de sustancias iniciales bajo vacío y/o gas protector en al menos un dispositivo de fundición por inducción en vacío, así como un dispositivo de colada por inducción en vacío de la clase antes descrita, con una o varias características, del modo antes descrito.
A continuación, la invención se explica mediante un ejemplo de ejecución en los dibujos que se adjuntan. Muestran:
Figura 1 una vista de una instalación según la invención,
Figura 2 una representación esquemática de una instalación de colada continua vertical, como unidad conectada aguas abajo,
Figura 3 una representación esquemática de una instalación de colada continua horizontal, como unidad conectada aguas abajo,
Figura 4 una representación esquemática de una instalación de colada continua en molde curvo, como unidad conectada aguas abajo,
Figura 5 una representación esquemática de una instalación de laminación de colada, como unidad conectada aguas abajo,
Figura 6 una representación esquemática de una instalación de pulverización de polvo, como unidad conectada aguas abajo,
Figura 7 una vista en sección esquemática de la instalación según la Figura 1, a lo largo del plano de corte VIVI en la Figura 1, y
Figura 8 una vista en sección esquemática de un dispositivo de colada por inducción en vacío según la invención, que ilustra el modo de funcionamiento del dispositivo de colada con tapón según la invención. La instalación representada en la Figura 1 comprende un dispositivo de colada por inducción en vacío 1 y dos dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B conectados al dispositivo de colada por inducción en vacío 1. En el ejemplo de ejecución representado, el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 está acoplado a una instalación de colada continua vertical 3, como unidad conectada aguas abajo. En lugar de esa instalación de colada continua vertical 3 pueden estar proporcionadas las unidades representadas en las Figuras 3-6.
En particular como puede apreciarse en la vista en sección en la Figura 7, el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 comprende una cámara de almacenamiento 4 y un antecrisol 5 que se comunican entre sí. Dentro de la cámara de almacenamiento 4 está dispuesto un inductor de crisol 30 que mantiene la masa fundida a la temperatura de colada.
La disposición que comprende la cámara de almacenamiento 4 y el antecrisol 5 en soportes inclinados 6 está montada de forma pivotante alrededor de un eje horizontal (véase la Figura 1), y está montada de forma que puede rotar alrededor del eje horizontal mediante al menos una disposición de pistón - cilindro 7.
El dispositivo de colada por inducción en vacío 1 comprende dos dispositivos de colada con tapón 8, así como boquillas de colada 9 asociadas, mediante las que metal líquido puede transferirse a la unidad respectivamente conectada aguas abajo, por ejemplo a la instalación de colada continua vertical 3. Además, el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 está dispuesto sobre un bastidor inferior 11 que puede desplazarse sobre rieles 10, mediante el cual el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 puede desplazarse transversalmente con respecto a su eje de inclinación. El dispositivo de colada por inducción en vacío 1 está montado sobre células de pesaje del bastidor inferior 11.
La cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1, respectivamente mediante conductos laterales 12 que se extienden a través de los soportes inclinados 6, está conectada a respectivamente un dispositivo de fundición por inducción en vacío 2A, 2B. La conexión entre los dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B y la cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1 está cerrada mediante juntas de fuelle 13. Además, los conductos 12 pueden cerrarse mediante compuertas de vacío 14.
La fundición de las sustancias iniciales tiene lugar en los dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B, que transfieren la masa fundida a la cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1. Los dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B esencialmente son idénticos, de manera que a continuación se describe sólo uno de los dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B.
Cada uno de los dispositivos de fundición por inducción en vacío 2A, 2B comprende una cámara del horno 15 que forma parte de un horno superior 16 y que está cerrada con un crisol 17, de forma estanca al gas. El crisol 17, de manera conocida, está diseñado como un recipiente de fusión calentado de forma inductiva. El mismo, mediante un sistema de rieles no representado, es aproximado al horno superior 16 y es fijado en el mismo desde abajo. En el ejemplo representado, el crisol 17 se sostiene en el horno superior 16. El horno superior 16 está montado de forma pivotante en soportes inclinados 6, y mediante dos disposiciones de pistón-cilindro 7, está montado de forma que puede rotar alrededor de un eje pivotante horizontal. En el lado superior del horno superior 16 está abridada una torre de carga 18 que igualmente puede conectarse de forma estanca al gas, y que se utiliza como una compuerta para cestas de carga 19 que introducen el material inicial en el crisol 17. Al costado de la cámara del horno 15 está conectada una cámara de cambio 20, mediante la cual una artesa 21, como recipiente de colada, puede introducirse en la cámara del horno 15. La cámara de cambio 20 igualmente está diseñada como una cámara de compuerta y, mediante una compuerta corredera de vacío 14, puede bloquearse con respecto a la cámara del horno 15.
El símbolo de referencia 22 identifica silos montados sobre células de pesaje que pueden descargar sustancias iniciales o aditivos para aleaciones mediante conductos de carga 23 hacia el crisol 17 y/o hacia la cámara de almacenamiento 4. Los silos 22 y/o los conductos de carga 23 respectivamente pueden cerrarse mediante compuertas de vacío, no identificadas en detalle, con respecto a las cámaras del horno 15 y/o a la cámara de almacenamiento 4.
En el procedimiento según la invención primero materias primas, mediante cestas de carga 19, son conducidas a los crisoles 17 bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, y allí se funden, igualmente bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, eventualmente con el suministro de otros componentes de aleación. Después de finalizado el tratamiento de la masa fundida en un crisol 17, por ejemplo en la cámara del horno 15 de un dispositivo de fusión por inducción en vacío 2A, una artesa 21 precalentada en una cámara de cambio 20 es llevada hacia la cámara del horno 15, de manera que la misma se encuentre por debajo de un pico de colada 24 del crisol 17. La artesa 21 está dimensionada de manera que la misma, en la posición de colada, se extiende hasta la cámara de almacenamiento 4. Los dispositivos de colada de fusión por inducción en vacío 2A,2B, con respecto a la cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1, tienen una inclinación de aproximadamente 2°. El crisol 17 rota alrededor del soporte inclinado 6, de manera que la masa fundida puede descargarse en el mismo por completo, hacia la artesa 21. La masa fundida, mediante los conductos 12 cerrados por medio de la junta de fuelle 13, desde el dispositivo de fusión por inducción en vacío 2A, llega al dispositivo de colada por inducción en vacío 1. Mediante una regulación del dispositivo de colada con tapón 8 en el antecrisol 5 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1, la masa fundida, igualmente bajo vacío y/o gas protector, llega a la unidad conectada aguas abajo. Mientras que la masa fundida se vierte en el dispositivo de fusión por inducción en vacío 2A, el tratamiento de la masa fundida puede tener lugar en el otro dispositivo de fusión por inducción en vacío 2B, que a continuación vierte la masa fundida para transferirla a la cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío.
Mediante una regulación del tapón, la masa fundida líquida, mediante las boquillas de colada 9, se dosifica por ejemplo hacia la coquilla de colada continua de la instalación de colada continua vertical 3.
El dispositivo de colada con tapón 8 comprende barras del tapón 26 guiadas en cámaras del tapón 25 que, en su extremo de conducción, forman o presentan un cuerpo de cierre, y que se introducen en las mismas al estar cerradas las boquillas de colada 9. La estanqueidad al vacío de las coquillas de colada continua se garantiza mediante bridas de vacío 27 que forman parte de la junta de fuelle 13 representada en la Figura 8.
La dosificación de polvos de colada hacia la coquilla de colada continua, así como sobre la masa fundida bajo vacío y/o gas protector, tiene lugar mediante al menos un dispositivo de dosificación 28 estanco al gas protector, que está montado sobre células de pesaje, así como sobre un carro desplazable 29. Un conducto de dosificación que está protegido contra la atmósfera con una válvula de vacío, desemboca en el sellado de vacío de la interfaz entre el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 y la unidad conectada aguas abajo, así como la instalación de colada continua 3 conectada aguas abajo.
Para cambiar la boquilla de colada 9 y/o la barra del tapón 26, las boquillas de colada 9 se cierran con el cuerpo de cierre de la barra del tapón 26; a continuación el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 se inclina, de manera que la masa fundida se traslada desde el antecrisol 5 hacia la cámara de almacenamiento 4. A continuación, el dispositivo de colada por inducción en vacío 1 puede trasladarse sobre los rieles 10, transversalmente con respecto al eje de inclinación.
A continuación se explica el modo de funcionamiento del dispositivo de colada con tapón 8, así como el procedimiento según la invención, haciendo referencia a la Figura 8. El dispositivo de colada con tapón 8 según la invención, adicionalmente con respecto a las barras del tapón 26, como unidad de cierre del tapón, comprende otra unidad de cierre 40 con un capuchón 41 en el extremo de conducción de una barra 42. La barra 42 con el capuchón 41 de un material refractario, junto con al menos una barra del tapón 26 y un cuerpo de cierre proporcionado en la barra del tapón 26, para las boquillas de colada 9 asociadas, está dispuesta alrededor de un varillaje 43 que puede rotar alrededor del eje Y. El cuerpo de cierre puede estar realizado de una pieza con la barra del tapón.
Los datos de dirección utilizados a continuación se refieren al sistema de coordenadas ilustrado en la Figura 8. El dispositivo de colada por inducción en vacío 1 mostrado en la Figura 8 comprende dos boquillas de colada 9 dispuestas en el antecrisol 5, donde a cada boquilla de colada 9 está asociado un dispositivo de colada con tapón 8 y cada dispositivo de colada con tapón 8 comprende un varillaje 43, donde en cada varillaje 43 está proporcionada una barra del tapón 26 y otra barra 42, en cuyo extremo apartado, de conducción, respectivamente está dispuesto un capuchón 41. El varillaje 43 está dispuesto de modo que puede rotar alrededor del eje Y y puede trasladarse en ese eje, a saber, mediante un primer accionamiento 44. La unidad de cierre 40 comprende una cámara de vacío 45 que funcionalmente corresponde a las cámaras del tapón 25 y dentro de la cual la barra 42 puede trasladarse axialmente (en dirección y) y/o radialmente (en dirección x-z). El desplazamiento o el traslado axial de la barra 42, así como de la barra del tapón 26, tiene lugar con un segundo accionamiento 46. Un centrado de las cámaras del tapón 25 y las cámaras de vacío 45 relativamente con respecto a las aberturas correspondientes en el lado superior del antecrisol 5, tiene lugar mediante terceros accionamientos 47. Las aberturas correspondientes en el lado superior del antecrisol 5 pueden bloquearse mediante correderas giratorias 49 refractarias, y en el lado externo están provistas de una brida de vacío 50.
Las cámaras del tapón 25 o la cámara de vacío 45, respectivamente de manera opcional, con superficies de sellado correspondientes contra la brida de vacío 50, pueden engancharse en el lado superior del antecrisol 5.
El varillaje 43 está diseñado de manera que, en el caso de una rotación correspondiente a modo de un torno de revólver, la unidad de cierre 40 o el dispositivo de colada con tapón 8, en una posición de trabajo en el antecrisol 5, puede llevarse a una posición de funcionamiento.
La Figura 8, en el lado izquierdo y el lado derecho respectivamente muestra otro estado de funcionamiento del dispositivo de colada por inducción en vacío 1 según la invención, donde el lado izquierdo muestra el estado durante un proceso de colada y el lado derecho muestra una posición de funcionamiento en la cual la unidad de cierre 40 cierra la boquilla de colada 9 dentro del antecrisol 5.
A continuación se explica el procedimiento para cambiar una boquilla de colada 9 y una barra del tapón 26 según la invención, haciendo referencia a las Figuras 7 y 8. En el ejemplo de ejecución representado, la barra del tapón 26 posee una punta cónica que forma el cuerpo de cierre del dispositivo de colada con tapón 8. Según la invención, también puede estar proporcionado un diseño de la barra del tapón 26 que no sea de una pieza, con un cuerpo de cierre separado.
Para cambiar la boquilla de colada 9 y/o la barra del tapón 26 y/o un cuerpo de cierre del dispositivo de colada con tapón 8, primero, mediante una regulación del tapón, la barra del tapón 26 se conduce hacia la boquilla de colada 9, de manera que la boquilla de colada 9 se encuentre cerrada. El lado izquierdo en la Figura 8 muestra la posición abierta de la boquilla de colada 9. Para cerrar la boquilla de colada 9, la barra del tapón 26 se desplaza en dirección del eje Y, de manera que la barra del tapón 26 se introduce en la boquilla de colada 9 y la hermetiza. En caso de que el antecrisol 5 comprenda dos boquillas de colada 9, ambas boquillas de colada 9 se cierran de modo correspondiente. Una corredera 35 proporcionada por debajo de la junta de fuelle 13 bloquea la instalación de colada continua 3, de forma estanca al gas. El dispositivo de colada por inducción en vacío 1 rota en los soportes inclinados 6 alrededor del eje de inclinación, de manera que las boquillas de colada 9 se elevan desde la instalación de colada continua 3 y se desacoplan. De este modo, la masa fundida circula desde el antecrisol 5 hacia la cámara de almacenamiento 4 del dispositivo de colada por inducción en vacío 1.
Los gases del proceso que salen aproximadamente en el área de la boquilla de colada 9 son succionados mediante un dispositivo de succión anular 48 que se extiende alrededor de la circunferencia de la boquilla de colada 9, sobre el lado de salida. La barra del tapón 26 se retrae completamente hacia la cámara del tapón 25 correspondiente. La corredera giratoria 49 refractaria cierra las aberturas correspondientes en la pared superior del antecrisol 5. A continuación, el varillaje 43 se rota de manera que la cámara de vacío 45, con respecto al antecrisol 5, se lleva a la posición de funcionamiento. La cámara de vacío 45 se baja y, con la brida de vacío 50 correspondiente, se engancha en el lado externo del antecrisol 5. A continuación, el capuchón 41 se baja dentro del antecrisol 5, de manera que el mismo hermetiza el volumen del antecrisol 5 y/o de la cámara de almacenamiento 4 con respecto a la boquilla de colada 9, así como con respecto a la atmósfera. En el estado de funcionamiento representado a la derecha en la Figura 8, la barra del tapón 26, del dispositivo de colada con tapón 8 puede cambiarse bajo condiciones atmosféricas.
Si el dispositivo de colada en vacío 1, con respecto a la instalación de colada continua 3, se ha desplazado en dirección del eje z en la Figura 8, mediante el bastidor inferior 11 (véase la Figura 7), puede accederse libremente a la boquilla de colada 9 desde abajo, puede extraerse con métodos de extracción y puede reemplazarse por una nueva boquilla de colada 9. A continuación, el procedimiento puede realizarse en el orden inverso.
Una regulación del nivel de colada en la coquilla de colada continua puede tener lugar mediante una regulación del tapón, de forma hidráulica y/o neumática y/o electromecánica, bajo vacío y/o gas protector, del registro de vídeo.
Lista de símbolos de referencia
I Dispositivo de colada por inducción en vacío
2A, 2B Dispositivos de fusión por inducción en vacío
3 Instalación de colada continua
4 Cámara de almacenamiento
5 Antecrisol
6 Soporte inclinado
7 Disposiciones de pistón-cilindro
8 Dispositivo de colada con tapón
9 Boquillas de colada
10 Rieles
I I Bastidor inferior
12 Conductos
13 Juntas de fuelle
14 Compuerta corredera de vacío
15 Cámara del horno
16 Horno superior
17 Crisol
18 Torre de carga
19 Cestas de carga
20 Cámara de cambio
21 Artesa
22 Silos
23 Conductos de carga
24 Pico de colada
25 Cámaras del tapón
26 Barras del tapón
27 Brida de vacío
28 Dispositivo de dosificación
29 Carro
30 Inductor de crisol
35 Corredera
40 Unidad de cierre
41 Capuchón
42 Barra
43 Varillaje
44 Primer accionamiento
45 Cámara de vacío
46 Segundo accionamiento
47 Tercer accionamiento
48 Dispositivo de succión anular
49 Corredera giratoria
Claims (10)
1. Dispositivo de colada por inducción en vacío (1) para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos una cámara de almacenamiento (4) y un antecrisol (5) que se comunica con la cámara de almacenamiento (4), que presenta al menos un dispositivo de colada con tapón (8), donde el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) puede acoplarse de forma separable, de forma estanca al gas, a una instalación de colada continua (3) o a una instalación de pulverización de polvo, como una unidad conectada aguas abajo, y el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) está diseñado para transferir la masa fundida, bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, a la unidad conectada aguas abajo, donde la cámara de almacenamiento (4) con el antecrisol (5) está montada de forma que puede rotar alrededor de un eje de inclinación, de manera que puede trasladarse masa fundida desde el antecrisol (5) hacia la cámara de almacenamiento (4) y de regreso, y el dispositivo de colada con tapón (8) comprende medios para el cierre, estanco al gas, de al menos una boquilla de colada (9) dentro del antecrisol (5), caracterizado porque el dispositivo de colada con tapón (8), como medio para el cierre estanco al gas de al menos una boquilla de colada (9), comprende al menos un capuchón refractario (41) que, dentro del antecrisol (5), forma un cerramiento, estanco al gas, de una entrada de la boquilla de colada (9).
2. Dispositivo de colada por inducción en vacío según la reivindicación 1, caracterizado porque el capuchón (41) está dispuesto en un extremo de conducción de una barra (42) del dispositivo de colada con tapón (8), y puede trasladarse con la barra (8).
3. Dispositivo de colada por inducción en vacío (1) según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de colada con tapón (8) presenta al menos una unidad de cierre con tapón, con una barra del tapón (26), así como otra unidad de cierre (40) con un capuchón (41) en el extremo de conducción de una barra (42), que están diseñadas para interactuar de forma alternada con una boquilla de colada (9).
4. Dispositivo de colada por inducción en vacío (1) según la reivindicación 3, caracterizado porque la unidad de cierre con tapón (8) y la otra unidad de cierre (40) están fijadas en un varillaje giratorio (43) que está diseñado como un torno de revólver.
5. Dispositivo de colada por inducción en vacío (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por al menos una compuerta corredera de vacío (49) dentro del antecrisol (5), que está diseñada para cerrar de forma estanca al gas un conducto para una barra del tapón (26) del dispositivo de colada con tapón (8).
6. Dispositivo de colada por inducción en vacío (1) según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por medios para la succión de gas en al menos una boquilla de colada (9).
7. Dispositivo de colada por inducción en vacío según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque como medio para la succión de gas está proporcionado al menos un dispositivo de succión anular (48) alrededor de una boquilla de colada (9).
8. Procedimiento para cambiar una barra del tapón (26) y/o un cuerpo de cierre de un dispositivo de colada con tapón (8) y/o una boquilla de colada (9) en un dispositivo de colada por inducción en vacío (1) para colar metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos una cámara de almacenamiento (4) y un antecrisol (5) que se comunica con la cámara de almacenamiento (4), que presenta al menos un dispositivo de colada con tapón (8), donde el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) puede acoplarse de forma separable, de forma estanca al gas, a una instalación de colada continua (3) o a una instalación de pulverización de polvo, como una unidad conectada aguas abajo, y el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) está diseñado para transferir la masa fundida, bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, a la unidad conectada aguas abajo, que comprende las siguientes etapas del procedimiento:
a) cierre de al menos una boquilla de colada (9) con el cuerpo de cierre del dispositivo de colada con tapón (8),
b) inclinación del dispositivo de colada por inducción en vacío (1) alrededor de un eje de inclinación y desacoplamiento del dispositivo de colada por inducción en vacío (1) de la unidad conectada aguas abajo, de manera que la masa fundida que se encuentra en el antecrisol (5) se traslada a la cámara de almacenamiento (4),
c) extracción de la barra del tapón (26) con el cuerpo de cierre desde el antecrisol (5), manteniendo el vacío y/o la atmósfera de gas protector dentro de la cámara de almacenamiento (4) y del antecrisol (5), y
d) cambio de la barra del tapón (26) y/o del cuerpo de cierre y/o de la boquilla de colada (9), e) introducción de una unidad de cierre (40) con un capuchón (41) en el antecrisol (5),
f) cierre estanco al gas de al menos una boquilla de colada (9) dentro del antecrisol (5) mediante la utilización del capuchón (41),
g) cambio de la boquilla de colada (9),
h) extracción de la unidad de cierre (40) e introducción de una barra del tapón (26) con un cuerpo de cierre, manteniendo el vacío y/o la atmósfera de gas protector dentro de la cámara de almacenamiento (4) y del antecrisol (5).
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque el mismo se realiza utilizando el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) según una de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Instalación para la carga, la fundición y la colada de metal y aleaciones de metal bajo vacío y/o atmósfera de gas protector, que comprende al menos un dispositivo de fundición por inducción en vacío (2A,2B), medios para la carga de sustancias iniciales bajo vacío y/o gas protector en al menos un dispositivo de fundición por inducción en vacío (2A,2B), al menos un dispositivo de colada por inducción en vacío (1) con las características de una de las reivindicaciones 1 a 9, que puede conectarse a por lo menos un dispositivo de fundición por inducción en vacío (2A,2B), donde el dispositivo de colada por inducción en vacío (1) comprende al menos una cámara de almacenamiento (4) que, de forma estanca al gas, puede acoplarse a una instalación de colada continua (3) o a una instalación de pulverización de polvo, como unidad conectada aguas abajo.
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