D E S C R I P C I Ó N

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para la eliminación de rebabas producidas durante un proceso de corte por oxicorte de palanquillas, que tiene aplicación en la industria siderometalúrgica, y más concretamente en el ámbito de las instalaciones utilizadas para la obtención de palanquillas, que son productos semiterminados de hierro o acero que tienen configuración de barra de sección rectangular o cuadrada, obtenidas por procesos de colada continua para su posterior tratamiento mediante trenes de laminación para la obtención de productos laminadosen caliente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Dentro de un proceso productivo tipo para la obtención de acero, las etapas necesarias hasta la obtención de palanquillas son las siguientes.

Tras la selección de la chatarra de partida, el proceso comprende un ciclo en horno eléctrico de arco que comprende una fusión, oxidación de caldo y vuelco a una cuchara, momento en el que se adicionan ferroaleaciones, desoxidantes y fundentes de partida, todo ello en función del acero que se pretenda obtener.

Tras dicho vuelco, la cuchara se transporta hasta un horno de afino, donde se realiza el ajuste de la composición química y de la temperatura de colada según norma, obteniéndose un caldo.

Una vez ajustada la composición química del acero, se transporta la cuchara a una torre de colada continua y se procede a abrir el cierre de vaciado de la cuchara para que el acero pase de dicha cuchara y caiga a una artesa o distribuidor, que cuenta con una pluralidad de líneas, cada una de las cuales tiene un molde de cobre con una gran refrigeración por agua, unos 2000 litros/minuto, donde comienza la solidificación del acero y se confiere a la palanquilla la sección deseada. La colada continua comprende varios dispositivos destinados al control del proceso y a mejorar la calidad del acero, entre los cuales, cabe mencionar los siguientes:

Mesa oscilante para evitar que el acero se adhiera al molde.

Detector radiactivo del nivel de acero en el molde para el control de la velocidad.

Bobina de agitación electromagnética de baja frecuencia para mejorar segregaciones en el acero, sobre todo en los aceros de alto contenido en carbono.

Seguidamente, mediante máquinas de arrastre controladas por un detector de nivel que hay en el molde, se fija la velocidad de la línea. El corte de la palanquilla a la longitud deseada se lleva a cabo mediante oxicorte automatizado, tras lo cual la palanquilla continúa avanzando hasta llegar a un tope que la levanta, posicionándose en un carro transfer que traslada la palanquilla a un enfriadero continuo donde se identifica cada palanquilla con una troqueladora automática.

Una vez expuesto, de manera general y resumida, el proceso para la obtención de palanquillas, a continuación se explica de manera más detallada la parte relativa al objeto de la invención, concretamente el corte de las palanquillas mediante oxicorte, incluyendo la problemática que con los medios actuales se plantea.

En la actualidad, los procesos de corte mediante oxicorte comprenden la utilización combinada de dos elementos fundamentales:

Un gas combustible, cuyo efecto es producir una llama para calentar el material a cortar.

Un gas comburente, que habitualmente es oxígeno y cuyo efecto es provocar o favorecer la combustión, es decir, que produce la oxidación necesaria para que se pueda conseguir el corte.

Habitualmente, en una instalación para la obtención de acero como la anteriormente comentada, tras la colada continua, se sitúa un dispositivo o instalación de oxicorte que comprende un pórtico alineado de forma trasversal sobre una vía de rodillos por los que circulan los tochos o barras a cortar, es decir, las palanquillas. Este pórtico puede desplazarse de forma paralela a la vía de rodillos. En el pórtico se encuentran montados varios carros de oxicorte, cada uno de los cuales comprende un soplete de corte, también denominado caña de corte, y su correspondiente boquilla de corte, con los cuales se cortan las palanquillas.

Por su parte, cada carro de oxicorte, comprende un depósito de gas combustible y un cuerpo de oxicorte en cuyo interior se produce la mezcla del gas combustible con el gas comburente, es decir, con el oxígeno, de manera que dicha mezcla de gases combustible y comburente se proyecta a presión a través de la caña de corte. En una instalación de colada continua, habitualmente la caña de corte se desplaza de forma transversal a la propia palanquilla con una llama o chorro de corte dirigido hacia abajo.

En el proceso de corte, al principio se produce poca rebaba, ya que la palanquilla proveniente de la torre de colada continua se encuentra aún en estado de fundición y la rebaba que se va generando en la cara inferior de la palanquilla, es decir, la opuesta a la de entrada del chorro de corte, va escurriendo hacia abajo. Sin embargo, a medida que se avanza en el proceso de corte, tanto la palanquilla como la rebaba se van solidificando, de manera que la rebaba ya no escurre y queda solidificada en la cara inferior de la pieza.

Por lo tanto, se requiere tratar la palanquilla, de manera posterior a la etapa de corte, para conseguir la eliminación de dicha rebaba, lo cual se realiza en la actualidad, mediante medios mecánicos, que incluyen el empleo de cuchillas de corte colocadas al final de la línea de la instalación, o bien una mecanización con piedras de esmeril.

En la actualidad, existen instalaciones que tratan de eliminar las rebabas, aunque para ello incurran en otro tipo de inconvenientes y desventajas, tal y como se expone a continuación. Estas instalaciones, como por ejemplo, las descritas en la patente estadounidense n.° US-4336078-A o en la patente europea n.° EP-1897646-B1 , contemplan la utilización de medios para la eliminación de rebabas en procesos de corte por oxicorte. Para ello, utilizan una boquilla que dirige un chorro de oxígeno hacia la zona inferior de la pieza, con el objeto de soplar las rebabas de escoria formadas durante el corte, evitando así su acumulación en los bordes de la pieza. El oxígeno se suministra a una presión y caudal suficientes para soplar la escoria.

Por lo tanto, en estas soluciones, el chorro de corte del oxicorte, también denominado antorcha, actúa en dirección vertical a la palanquilla, en sentido descendente, mientras que la boquilla de eliminación de rebabas actúa sobre los bordes de la palanquilla en dirección horizontal. Es decir, la boquilla de eliminación de rebabas, arrastra lateralmente la escoria que está en estado pastoso hacia el extremo del borde y cae.

El problema que se plantea en estas instalaciones se deriva del hecho de que las boquillas de eliminación de rebabas utilizan oxígeno para arrastrar la escoria depositada en los borde. Las boquillas de eliminación dirigen un chorro de oxígeno lateralmente, de acuerdo con una dirección horizontal, por lo que considerando que el oxígeno es un comburente, existe un gran riesgo de producir daños por quemadura de los elementos laterales que comprende la instalación de oxicorte, pudiendo producirse incluso accidentes que afecten a los operarios que controlan el proceso.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo para la eliminación de rebabas producidas durante un proceso de corte por oxicorte de palanquillas (A), que permite eliminar la rebaba que se produce durante el oxicorte a la vez que se ejecuta el mismo, permitiendo prescindir de la necesidad de tratar mecánicamente las palanquillas para eliminar mecánicamente dicha rebaba, tras el enfriamiento de las piezas en una proceso de colada continua.

El dispositivo que la invención propone comprende un cuerpo de oxicorte en cuyo interior se puede realizar una mezcla entre un gas combustible, contenido en un depósito de combustible, también denominado calderín, y un gas comburente, que habitualmente es oxígeno.

Asimismo el dispositivo comprende una caña de oxicorte, también denominada soplete de corte, que puede proyectar la mezcla de gases en forma de chorro de corte desde el cuerpo de oxicorte hacia una palanquilla a cortar a través de una boquilla de corte que se encuentra en un extremo de la caña de oxicorte.

Pues bien, de acuerdo con la invención, el dispositivo comprende una caña de soplado que puede proyectar aire comprimido a través de una boquilla de soplado, que se encuentra en un extremo de la caña de soplado, hacia una zona de la palanquilla (A) por la que sale el chorro de corte, es decir, justo la zona en la que se producen, aún en caliente, las rebabas durante el corte, de manera que así son fácilmente sopladas y eliminadas, sin dejar que lleguen a solidificar.

Por su parte la caña de soplado está fijada a la caña de oxicorte mediante al menos un soporte, de manera que la boquilla de soplado tiene un movimiento solidario con la boquilla de corte, es decir, que durante toda la operación de dispositivo, se mantiene la distancia entre la boquilla de soplado y la boquilla de corte, que están distanciadas de manera que entre ambas boquillas puede situarse la palanquilla (A) a cortar.

De este modo, la invención incorpora en una instalación de oxicorte una boquilla de soplado de aire a presión, en lugar de oxígeno, como se hacía en las instalaciones del estado de la técnica. La boquilla de soplado de la invención se mueve simultánea o solidariamente al soplete de corte, de forma que el aire arrastra o barre la rebaba hasta el final del corte, sin dejar que llegue a enfriarse, dado que la rebaba está en la zona inferior de la palanquilla en estado viscoso o pastoso. En las instalaciones del estado de la técnica, para eliminar las rebabas se proyectaba lateralmente un chorro de oxígeno, lo cual, además de favorecer el corte, presenta el precisamente el problema de que el oxígeno es combustible y puede producir llama y arrastrarla hacia el lateral y dañar los elementos laterales de la instalación. La invención permite evitar y superar dicho inconveniente, dado que la utilización de aire comprimido en lugar del oxígeno, consigue el doble objetivo de: - Reducir los costes. El coste del aire comprimido es actualmente de

0.010€/m ³ , siendo este coste inferior al coste del oxígeno que, en la actualidad, se estima en 0, 144€/m ³ .

Evitar daños en la instalación, concretamente en la zona adyacente a la palanquilla, dado que el aire es neutro y no colabora en la producción de llama.

Se contempla la posibilidad de que el aire comprimido llegue a la caña de soplado a través de una alimentación de soplado conducto y salga de la boquilla de soplado a una presión entre 6-8 bar. Dependiendo de la presión de la instalación de aire comprimido, se puede arrastrar simultáneamente la rebaba formada en los dos extremos cortados de la palanquilla (A).

Asimismo, se contempla que la boquilla de corte proyecte el chorro de corte verticalmente sobre una cara superior de la palanquilla (A). También se contempla que la boquilla de soplado proyecte el aire comprimido oblicuamente, más cerca de la horizontal que de la vertical, sobre una cara inferior de la palanquilla (A).

De acuerdo con una realización preferente, el gas comburente es oxígeno.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista esquemática en perspectiva, desde un punto de vista superior, del dispositivo de la invención, en el que se ha representado con una flecha la dirección y sentido del haz que el oxicorte produce durante el corte de la palanquilla.

La figura 2.- Muestra una vista como la de la figura 1 , pero desde un punto de vista inferior.

La figura 3.- Muestra una vista en alzado del dispositivo de la invención, en el que la palanquilla se ha representado seccionada transversalmente y el depósito de combustible que comprende el dispositivo no se ha representado.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas puede observarse cómo en una de las posibles realizaciones de la invención el dispositivo que la invención propone comprende un pórtico, no representado, alineado de forma trasversal sobre una vía de rodillos por los que circulan las palanquillas (A), por ejemplo de 180 x 180 mm que se cortan a 10 m para su posterior tratamiento y laminado.

El pórtico puede desplazarse de forma paralela a la vía de rodillos, y en el pórtico se encuentran montados varios carros de oxicorte, uno de los cuales es el que se ha representado esquemáticamente en las figuras.

Tal y como se aprecia, cada carro de oxicorte comprende una caña de corte (2) y su correspondiente boquilla de corte (3), que permite realizar cortes sobre grandes secciones metálicas de diferentes composiciones. Asimismo, cada carro de oxicorte comprende un depósito de combustible (9) y un cuerpo de oxicorte (1).

De acuerdo con la realización representada en las figuras, el cuerpo de oxicorte (1) es un elemento refrigerado tubularmente que es accionado eléctricamente, de manera que sirve como elemento de soporte y contención del resto de elementos del dispositivo. El cuerpo de oxicorte (1) puede avanzar perpendicularmente a la dirección longitudinal de las palanquillas (A) durante el corte. Por su parte, la caña de corte (2) es una barra metálica con giro respecto del cuerpo de oxicorte (1) accionado eléctricamente. Dicho giro es paralelo la dirección longitudinal de las palanquillas (A) para permitir el corte de la boquilla de corte (3).

Según se aprecia en las figuras 1 y 2, la caña de corte (2) se desplaza de forma transversal a la propia palanquilla (A) con una llama o chorro de corte dirigido verticalmente hacia abajo.

Pues bien, el dispositivo de la invención comprende, como tal, un cuerpo de oxicorte (1) en cuyo interior se puede realizar una mezcla entre un gas combustible, contenido en el depósito de combustible (8), y un gas comburente, que de acuerdo con una realización preferente es oxígeno.

El dispositivo comprende una caña de oxicorte (2) que puede proyectar la mezcla de gases en forma de chorro de corte desde el cuerpo de oxicorte (1) hacia una palanquilla (A) a cortar a través de una boquilla de corte (3) que se encuentra en un extremo de la caña de oxicorte (2).

De acuerdo con la invención, el dispositivo comprende una caña de soplado (5) que puede proyectar aire comprimido a través de una boquilla de soplado (7), que se encuentra en un extremo de la caña de soplado (5), hacia una zona de la palanquilla (A) por la que sale el chorro de corte, es decir, justo la zona en la que se producen, aún en caliente, las rebabas durante el corte, de manera que así son fácilmente sopladas y eliminadas, sin dejar que lleguen a solidificar.

La boquilla de soplado (7) es un elemento especialmente diseñado para permitir realizar una cortina de aire por debajo de la palanquilla (A) y retirar los restos de escoria y acero producidos por el corte de la palanquilla (A).

La caña de soplado (5) está fijada a la caña de oxicorte (2) mediante dos soportes (6), de manera que la boquilla de soplado (7) tiene un movimiento solidario con la boquilla de corte (3), es decir, que durante toda la operación de dispositivo, se mantiene la distancia entre la boquilla de soplado (7) y la boquilla de corte (3), que están distanciadas de manera que entre ambas boquillas (3, 7) puede situarse la palanquilla (A) a cortar. Los soportes (6), vía la caña de oxicorte (2), permiten fijar la instalación de soplado (4, 5, 7) con el cuerpo de oxicorte (1) de un dispositivo existente.

El aire comprimido llega a la caña de soplado (5) a través de una alimentación de soplado (4), es decir un conducto flexible que viene de la alimentación de aire general de la instalación, y sale de la boquilla de soplado (7) a una presión entre 6-8 bar. Es decir, la caña de soplado (5) es el tramo final rígido al final de la alimentación de soplado (4) y está hecho de tubería metálica, de modo que conecta la conducción flexible de la alimentación de soplado (4) con la boquilla de soplado (7).

En las figuras se aprecia que, de acuerdo con una realización preferente, la boquilla de corte (3) proyecta el chorro de corte verticalmente sobre una cara superior de la palanquilla (A), mientras que la boquilla de soplado (7) proyecta el aire comprimido oblicuamente, más cerca de la horizontal que de la vertical, sobre una cara inferior de la palanquilla (A).

A la vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en la materia podrá entender que las realizaciones de la invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de la invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero para el experto en la materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de la invención reivindicada.