ITMI991295A1 - METHOD FOR SEALING THE LINGOTTERY SET - FALSE BAR IN A CONTINUOUS CASTING SYSTEM AND RELATIVE SEALING ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Description
Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent application for industrial invention entitled:
Metodo per la sigillatura dell'Insieme lingottiera - falsa barra in un impiianto di colata continua e relativo elemento sigillante Method for sealing the ingot mold - false bar assembly in a continuous casting plant and relative sealing element
Campo dell'invenzione Field of the invention
La presente invenzione si riferisce a un metodo per la sigillatura dell'insieme lingottiera - falsa barra in un impianto di colata continua, alla guarnizione sigillante per realizzare il metodo e all'impiego di tale guarnizione nella colata continua. Più in particolare, l'invenzione si riferisce a un metodo nel quale la guarnizione sagomata viene posta nel cristallizzatore fuori linea, in condizione di totale sicurezza. The present invention relates to a method for sealing the ingot mold - false bar assembly in a continuous casting plant, to the sealing gasket for carrying out the method and to the use of said gasket in continuous casting. More particularly, the invention relates to a method in which the shaped gasket is placed in the off-line crystallizer, in a completely safe condition.
Stato della tecnica State of the art
Negli impianti di colata continua il metallo liquido viene versato in un cristallizzatore raffreddato, o lingottiera, a fondo aperto, posto al di sopra di una linea di estrazione e di ulteriore raffreddamento. Il metallo versato, a contatto con le pareti interne raffreddate della lingottiera, solidifica formando un guscio, contenente in genere ancora metallo liquido, che viene estratto in continuo dal fondo della lingottiera. Il metallo liquido contenuto nel guscio solidifica completamente lungo la linea di colata, dopo di che il corpo così prodotto viene in genere raddrizzato e infine tagliato in parti di lunghezza prefissata. In continuous casting plants, the liquid metal is poured into a cooled crystallizer, or mold, with an open bottom, placed above an extraction and further cooling line. The poured metal, in contact with the cooled internal walls of the mold, solidifies forming a shell, generally still containing liquid metal, which is continuously extracted from the bottom of the mold. The liquid metal contained in the shell solidifies completely along the casting line, after which the body thus produced is generally straightened and finally cut into parts of a predetermined length.
All’inizio delle operazioni di colata, quando la lingottiera è ancora completamente vuota, è necessario utilizzare mezzi per impedire al metallo fuso di defluire tal quale dalla lingottiera e per trattenerlo in essa fino a formazione di un guscio provvisto di adeguati spessore e resistenza. At the beginning of the casting operations, when the mold is still completely empty, it is necessary to use means to prevent the molten metal from flowing out of the mold as it is and to retain it in it until a shell with adequate thickness and strength is formed.
Per questo compito si utilizza un corpo, detto falsa barra, avente una sezione trasversale appena più piccola di quella della lingottiera, che funga da chiusura provvisoria di quest'ultima. La falsa barra è da una parte in presa con un sottostante gruppo di estrazione e dall’altra è dotata di mezzi di aggancio sul corpo in formazione per solidificazione del metallo liquido nella lingottiera. Tenuto conto del fatto che i metalli liquidi hanno una bassa viscosità (per esempio il comportamento dell’acciaio liquido è in tutto paragonabile a quello dell’acqua), è chiaramente indispensabile sigillare perfettamente lo spazio esistente tra pareti interne della lingottiera e falsa barra, per evitare trafilamenti del metallo liquido e la conseguente possibilità di bloccare la macchina di colata, di danneggiarla o, peggio, di mettere in pericolo la sicurezza dei lavoratori. La sigillatura avviene essenzialmente in due modi, o ponendo il materiale sigillante nella lingottiera dopo che la falsa barra è stata posta in posizione operativa, oppure ponendo il materiale sigillante come guarnizione sulla testa della falsa barra prima che questa venga infilata nella lingottiera. Questi metodi hanno comunque importanti inconvenienti; infatti, per porre il materiale sigillante in lingottiera o si utilizza del personale che vada alla bocca della lingottiera, al di sotto della paniera e comunque delle attrezzature per il sostegno e la movimentazione di quest’ultima, o si utilizza, come suggerito per esempio dalla domanda di brevetto giapponese pubblicata JP 7-314099, una macchina automatica che spruzza il materiale sigillante entro la lingottiera; tuttavia, nel primo caso le condizioni di lavoro sono molto disagiate e pericolose, e nel secondo non si è mai sicuri che lo strato di materiale sigillante spruzzato sia perfettamente integro e non presenti pericolose fessurazioni. In ogni caso, utilizzare ancora un’altra macchina aumenta la complessità e il costo della lavorazione. Se invece si utilizzano guarnizioni da porre direttamente sulla testa della falsa barra, come per esempio nella domanda di brevetto giapponese pubblicata JP 8174160, o piastre interposte come nella domanda di brevetto europea 231.520, è necessario evitare che la guarnizione venga danneggiata, per urti o strappi, durante la risalita della falsa barra fino alla lingottiera, pertanto bisogna montare la guarnizione subito prima della lingottiera, e per questo il personale è costretto a lavorare nella camera di raffreddamento al di sotto della lingottiera per fissare manualmente la guarnizione sulla testa della falsa barra, in condizioni di lavoro ancor più disagiate e pericolose che alla bocca della lingottiera. La presente invenzione si propone di ovviare a tali inconvenienti, fornendo un metodo semplice e sicuro per assicurare la sigillatura dell'insieme lingottiera - falsa barra. For this task, a body, called a false bar, is used, having a cross section just smaller than that of the mold, which acts as a temporary closure of the latter. On the one hand, the false bar is in contact with an underlying extraction unit and on the other hand is equipped with hooking means on the body being formed for solidification of the liquid metal in the mold. Taking into account the fact that liquid metals have a low viscosity (for example the behavior of liquid steel is comparable to that of water), it is clearly essential to perfectly seal the space between the internal walls of the mold and the false bar, in order to avoid liquid metal leaks and the consequent possibility of blocking the casting machine, damaging it or, worse, endangering the safety of workers. Sealing occurs essentially in two ways, either by placing the sealing material in the mold after the dummy bar has been placed in the operating position, or by placing the sealing material as a gasket on the head of the dummy bar before it is inserted into the mold. However, these methods have important drawbacks; in fact, to place the sealing material in the mold, either personnel are used to go to the mouth of the mold, under the tundish and in any case the equipment for the support and handling of the latter, or is used, as suggested for example by the Japanese published patent application JP 7-314099, an automatic machine that sprays the sealant material into the mold; however, in the first case the working conditions are very uncomfortable and dangerous, and in the second one is never sure that the layer of sprayed sealing material is perfectly intact and does not present dangerous cracks. In any case, using yet another machine increases the complexity and cost of processing. If, on the other hand, gaskets are used to be placed directly on the head of the false bar, as for example in the published Japanese patent application JP 8174160, or interposed plates as in the European patent application 231.520, it is necessary to prevent the gasket from being damaged, due to impacts or tears. , during the rise of the false bar to the mold, therefore the gasket must be mounted immediately before the mold, and for this reason the staff is forced to work in the cooling chamber below the mold to manually fix the gasket on the head of the false bar, in working conditions even more difficult and dangerous than at the mouth of the mold. The present invention aims to obviate these drawbacks by providing a simple and safe method for ensuring the sealing of the mold-dummy bar assembly.
Descrizione dell’invenzione Description of the invention
Il metodo secondo la presente invenzione è essenzialmente basato sul fatto che si utilizza un elemento sigillante preformato che viene montato all’interno della lingottiera, prima dell’inserimento della falsa barra in quest'ultima, fuori dalla linea di colata utilizzata, preferibilmente fuori dall'impianto di colata. Quest’ultima soluzione è da preferire a causa dei grandi vantaggi che offre, tanto come tempi di esecuzione quanto per le assolute condizioni di sicurezza in cui viene realizzata; tuttavia, possono esistere situazioni, per esempio in impianti con una lingottiera montata in stand by a fianco della linea di colata utilizzata, in cui si può rivelare necessario montare la guarnizione entro l'impianto di colata ancorché fuori dalia linea di colata in uso. The method according to the present invention is essentially based on the fact that a pre-formed sealing element is used which is mounted inside the mold, before the insertion of the false bar in the latter, outside the casting line used, preferably outside the mold. casting plant. The latter solution is to be preferred because of the great advantages it offers, both in terms of execution times and for the absolute safety conditions in which it is implemented; however, there may be situations, for example in plants with an ingot mold mounted in stand-by alongside the casting line used, in which it may prove necessary to mount the gasket inside the casting plant even if outside the casting line in use.
Detto elemento sigillante è preferibilmente dotato, lungo tutto il bordo, di un rilievo periferico sporgente genericamente ad angolo retto rispetto al piano dell’elemento e avente sezione trasversale genericamente a cuneo rastremata verso l’estremità libera, in modo da potersi facilmente adattare alla testa della falsa barra quando questa viene posta entro la lingottiera e da essere gradualmente pressato tra falsa barra e lingottiera, in modo da garantire una perfetta sigillatura. Said sealing element is preferably equipped, along the entire edge, with a peripheral relief projecting generically at a right angle with respect to the plane of the element and having a generally wedge-shaped cross section tapered towards the free end, so as to be able to easily adapt to the head of the false bar when this is placed inside the mold and to be gradually pressed between the false bar and the mold, in order to guarantee a perfect sealing.
Inoltre, l’elemento sigillante può essere costituito da un corpo unico lastriforme in materiale plastico, oppure da una pluralità di parti solidarizzate da una associata piastra rìgida, per esempio metallica. L’elemento sigillante in corpo unico può essere dotato di un foro centrale passante, attraverso il quale passa un elemento, collegato alla falsa barra, di solidarizzazione tra questa e il corpo colato. Detto elemento di solidarizzazione può essere amovibile dalla falsa barra, e su questa fissato con mezzi di aggancio e sgancio rapido durante la sua salita verso la lingottiera, oppure fissato su detta piastra rigida, a sua volta collegata con detti mezzi di aggancio e sgancio rapido alla falsa barra. Nel caso di utilizzazione di elementi sigillanti formati da una pluralità di parti solidarizzate da una piastra rigida, tali parti sono per esempio in forma di corpi allungati con sezione trasversale a U, la cui cavità longitudinale alloggia i bordi di detta piastra rigida di solidarizzazione. In ogni caso l'elemento sigillante, tanto come corpo unico che come insieme di parti assemblate su piastra rigida, ha pianta di forma simile alla sezione orizzontale della lingottiera con la quale sarà impiegato e dimensioni lineari dei lati leggermente superiori, per esempio tra lo 0,1 e il 4 % del relativo lato della lingottiera, o del diametro della stessa nel caso di lingottiere a sezione circolare, in modo che l'attrito provocato dalla deformazione dell’elemento sigillante dovuto alla differenza di dimensioni lo tenga in posizione entro la lingottiera. Furthermore, the sealing element can consist of a single sheet-like body made of plastic material, or of a plurality of parts joined together by an associated rigid plate, for example metal. The sealing element in a single body can be equipped with a central through hole, through which passes an element, connected to the false bar, of solidarity between it and the cast body. Said fastening element can be removable from the false bar, and fixed on it with means of quick coupling and release during its ascent towards the mold, or fixed on said rigid plate, in turn connected with said means of quick coupling and release to the mold. false bar. In the case of use of sealing elements formed by a plurality of parts joined together by a rigid plate, these parts are for example in the form of elongated bodies with a U-shaped cross section, the longitudinal cavity of which houses the edges of said rigid plate. In any case, the sealing element, both as a single body and as a set of parts assembled on a rigid plate, has a plan similar to the horizontal section of the mold with which it will be used and linear dimensions of the slightly higher sides, for example between 0 , 1 and 4% of the relative side of the mold, or of its diameter in the case of circular cross-section molds, so that the friction caused by the deformation of the sealing element due to the difference in size keeps it in position within the mold .
Preferibilmente, l’elemento sigillante, provvisto di foro centrale passante, può essere dotato anche di una pluralità di tagli che si dipartono dal foro centrale, per facilitare il passaggio dell’elemento di solidarizzazione con il corpo colato. Preferably, the sealing element, provided with a central through hole, can also be equipped with a plurality of cuts that depart from the central hole, to facilitate the passage of the solidarizing element with the cast body.
Nella pratica, viene predisposta una pluralità di tipi di elementi sigillanti, un tipo per ciascuna sezione trasversale di lingottiera; quando si debba utilizzare una specifica lingottiera, si sceglie l'elemento sigillante appropriato e, prima dell'inserimento della falsa barra, lo si installa all'interno della lingottiera, nella quale rimane bloccato, avendo, come prima accennato, una sezione trasversale di dimensioni leggermente superiori a quelle interne della lingottiera. Nel caso preferito che l’operazione venga effettuata fuori dall’impianto di colata, la lingottiera prowista dì guarnizione può quindi venire trasportata a tempo debito alla macchina di colata continua e su questa fissata. In practice, a plurality of types of sealing elements are provided, one type for each cross section of the mold; when it is necessary to use a specific mold, the appropriate sealing element is chosen and, before inserting the false bar, it is installed inside the mold, in which it remains blocked, having, as previously mentioned, a cross section of dimensions slightly higher than the internal ones of the mold. In the preferred case that the operation is carried out outside the casting plant, the ingot mold with gasket can then be transported in due time to the continuous casting machine and fixed on it.
In ogni caso, quando la lingottiera munita di guarnizione è nella linea di colata, si fa risalire verso la lingottiera la falsa barra, provvista degli elementi di aggancio al corpo colato, e la si spinge all’interno di quest’ultima. L'ingaggio tra falsa barra, pareti interne della lingottiera ed elemento sigillante favorisce lo schiacciamento contro la lingottiera del bordo periferico di quest'ultimo, in particolare se dotato di rilievo sporgente ad angolo retto, così fornendo una sigillatura perfetta. In any case, when the mold with gasket is in the casting line, the false bar, provided with the hooking elements to the cast body, is made to go up towards the mold, and pushed inside the latter. The engagement between the false bar, the internal walls of the mold and the sealing element favors the crushing against the mold of the peripheral edge of the latter, in particular if equipped with a protruding relief at right angles, thus providing a perfect sealing.
Gli elementi di solidarizzazione della falsa barra con il corpo colato possono essere di qualsiasi tipo idoneo, per esempio del tipo detto "a pino”, o a gabbia o a spirale, possono essere solidali alla falsa barra o da questa rimovibili oppure possono essere solidali a una piastra rigida, a sua volta solidarizzabile, in modo rimovibile, alla falsa barra. Detti elementi di solidarizzazione o detta piastra sono collegabili alla falsa barra per il tramite di elementi di aggancio e sgancio rapidi, per esempio anelli a espansione, ganci a molla e simili. The elements for integrating the false bar with the cast body can be of any suitable type, for example of the so-called "pine", or cage or spiral type, they can be integral with the false bar or removable from this or they can be integral with a plate rigid, which in turn can be releasably joined to the false bar. Said solidarizing elements or said plate can be connected to the false bar by means of quick coupling and release elements, for example expansion rings, spring hooks and the like.
Per rendere più rapida la formazione del primo strato di metallo solidificato all’interno della lingottiera e quindi evitare che l’elemento sigillante bruci lasciando trafilare il metallo liquido fuori della lingottiera, è possibile, in modo in sé noto, aggiungere entro la lingottiera, al di sopra della falsa barra provvista di guarnizione sigillante, del materiale raffreddante, per esempio rottame metallico minuto. To speed up the formation of the first solidified metal layer inside the mold and thus prevent the sealing element from burning, letting the liquid metal seep out of the mold, it is possible, in a known way, to add to the mold inside the mold. above the false bar provided with a sealing gasket, the cooling material, for example small metal scrap.
Descrizione particolareggiata dell’invenzione Detailed description of the invention
La presente invenzione verrà ora descritta con maggior precisione in relazione ad alcune realizzazioni preferite, mostrate a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle accluse tavole di disegno in cui: • Fig. 1 rappresenta una vista schematica di un elemento sigillante secondo la presente invenzione; The present invention will now be described with greater precision in relation to some preferred embodiments, shown purely by way of non-limiting example in the attached drawing tables in which: • Fig. 1 represents a schematic view of a sealing element according to the present invention;
• Fig. 2 rappresenta una vista in sezione verticale di una lingottiera provvista di un elemento sigillante, assieme alla testa della falsa barra pronta per essere spinta entro la lingottiera; • Fig. 2 represents a vertical section view of an ingot mold equipped with a sealing element, together with the head of the false bar ready to be pushed into the mold;
• Fig. 3 rappresenta una vista analoga a quella della Fig. 2, ma con la falsa barra inserita nella lingottiera; • Fig. 3 represents a view similar to that of Fig. 2, but with the false bar inserted in the mold;
• Fig. 4 rappresenta schematicamente un elemento sigillante costituito da una pluralità di parti, associate a una piastra rigida; • Fig. 4 schematically represents a sealing element consisting of a plurality of parts, associated with a rigid plate;
• Fig. 5 mostra due possibili sezioni trasversali di una di dette pluralità di parti costituenti un elemento sigillante. • Fig. 5 shows two possible cross sections of one of said plurality of parts constituting a sealing element.
Nella Fig. 1 si mostra una vista schematica in pianta di un elemento sigillante 1, provvisto di un rilievo sporgente 2 sul bordo, mostrato in tratteggio, di un foro centrale 3 e di tagli 4. Fig. 1 shows a schematic plan view of a sealing element 1, provided with a protruding relief 2 on the edge, shown in hatching, with a central hole 3 and cuts 4.
Come illustrato in Fig. 2, in ciascuna specifica lingottiera 5 viene installato, ancora al di fuori della macchina di colata, un idoneo elemento sigillante 1; nella Figura, la lingottiera è mostrata in linea con la testa della falsa barra 7, a sua volta provvista di mezzi 6 di solidarizzazione al corpo colato. Tali mezzi 6 di solidarizzazione possono essere solidali alla falsa barra oppure amovibili, nel qual caso vengono previsti mezzi 11 in sé noti di aggancio e sgancio rapido con la falsa barra. As illustrated in Fig. 2, a suitable sealing element 1 is installed in each specific mold 5, still outside the casting machine; in the Figure, the mold is shown in line with the head of the false bar 7, in turn provided with means 6 for integrating the cast body. Said solidarizing means 6 can be integral with the false bar or removable, in which case means 11 known per se for quick coupling and release with the false bar are provided.
All'inizio delle operazioni di colata, la testa della falsa barra 7 viene introdotta nella lingottiera 5, come mostrato in Fig. 3, schiacciando il bordo 2 dell'elemento sigillante 1 tra di essa e le pareti interne della lingottiera; nella posizione mostrata , l'elemento 6 di solidarizzazione ha forzato i tagli 2 di Fig. 1 ad aprirsi, in modo da poter passare attraverso il foro 3, per sporgere entro la lingottiera e qui agganciarsi in seguito al metallo che verrà colato nella lingottiera stessa. At the beginning of the casting operations, the head of the false bar 7 is introduced into the mold 5, as shown in Fig. 3, by squeezing the edge 2 of the sealing element 1 between it and the internal walls of the mold; in the position shown, the solidarizing element 6 has forced the cuts 2 of Fig. 1 to open, so as to be able to pass through the hole 3, to protrude into the mold and here subsequently engage with the metal that will be poured into the mold itself .
L’elemento sigillante è in materiale semi - rigido e deformabile, come per esempio plastiche, resine termoplastiche e altri materiali con simili caratteristiche di resistenza e duttilità. The sealing element is made of semi-rigid and deformable material, such as plastics, thermoplastic resins and other materials with similar characteristics of resistance and ductility.
Come detto in precedenza, il corpo sigillante 1 può avere forma di lastra piana in un materiale deformabile relativamente rigido, preferibilmente dotata sui bordi di un rilievo continuo 2 avente sezione trasversale genericamente a cuneo, sporgente ad angolo genericamente retto dal piano di detta lastra. In alternativa, come mostrato in Fig. 4, è possibile utilizzare una piastra rigida 8, per esempio metallica, avente forma in pianta simile alla sezione trasversale interna della lingottiera, ma dimensioni minori, dotata di mezzi 6 di solidarizzazione al corpo colato e di mezzi, non mostrati, di aggancio alla falsa barra. As previously mentioned, the sealing body 1 can have the shape of a flat plate made of a relatively rigid deformable material, preferably provided on the edges with a continuous relief 2 having a generally wedge-shaped cross section, projecting at a generically right angle from the plane of said plate. Alternatively, as shown in Fig. 4, it is possible to use a rigid plate 8, for example metal, having a plan shape similar to the internal cross section of the mold, but smaller in size, equipped with means 6 for integrating the cast body and with means , not shown, for coupling to the false bar.
Sui bordi di tale piastra rigida 8, vengono montati a incastro elementi sigillanti 10 in materiale plastico, che formano una sporgenza continua oltre i bordi della piastra rìgida stessa, in modo che l’insieme piastra più elementi sigillanti assuma dimensioni leggermente superiori a quelle interne della lingottiera, analogamente a quanto detto per l'elemento sigillante 1 in forma di lastra, sopra descritto. Tale assieme viene montato, prima dell'inserimento della falsa barra, entro la lingottiera, come già descritto per l'elemento 1. La Fig. 5 mostra due possibili sezioni trasversali di detti elementi 10, una genericamente a forma di U, l’altra simile alla prima, ma provvista di rilievo continuo 2 a sezione genericamente a cuneo. On the edges of this rigid plate 8, sealing elements 10 of plastic material are interlocked, which form a continuous protrusion beyond the edges of the rigid plate itself, so that the whole plate plus sealing elements takes on slightly larger dimensions than the internal ones of the rigid plate. mold, similarly to what has been said for the sealing element 1 in the form of a plate, described above. This assembly is assembled, before the insertion of the false bar, inside the mold, as already described for element 1. Fig. 5 shows two possible cross sections of said elements 10, one generically U-shaped, the other similar to the first, but provided with a continuous relief 2 with a generally wedge-shaped section.
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