BR102020001636B1 - Chapa tubular interna de forno de cimento rotativo, com trilhos de ancoragem longitudinais para tijolos refratários, e processo de montagem - Google Patents

Abstract

para possibilitar, na chapa tubular interna (1) do forno rotativo de cimento, a substituição do agrupamento de tijolos tombadores (tb), em caso de desgaste, evitando que, com sua retirada, os tijolos de revestimento (tr) se soltem, sendo que os próprios ti jolos de revestimento (tr), caso tenham que ser substituídos podem ser soltos de forma independente, preservando a montagem total da camada de refratário. para tanto, a chapa tubular interna (1) recebe, ao longo de sua extensão longitudinal, pares de trilh os de ancoragem (2) soldados paralela e estudadamente espaçados entre si em pontos diametralmente equidistantes, formando berços ( 3) de fixação, sob pressão, dos agrupamentos de tijolos tombadores (tb). alternadamente, são formadas, no diâmetro da chapa tu bular interna (1), superfícies em segmento de arco (4), de fixação, também sob pressão, dos tijolos de revestimento (tr). com isso, os agrupamentos de tijolos tombadores (tb) podem ser montados e/ou substituídos de seus berços (3) de fixação, de forma independente, bem como os próprios tijolos de revestimento (tb) podendo ser montados e/ou substituídos de suas superfícies em segmento de arco (4), de forma independente, evitando remontagem total da camada de refratário.

Description

CHAPA TUBULAR INTERNA DE FORNO DE CIMENTO ROTATIVO, COM TRILHOS DE ANCORAGEM LONGITUDINAIS PARA TIJOLOS REFRATÁRIOS, E PROCESSO DE MONTAGEM

[001] Refere-se o presente relatório descritivo, a um pedido de patente de invenção para uma disposição construtiva introduzida na chapa tubular interna de fornos rotativos de cimento, pela qual é possibilitada uma montagem onde os tijolos refratários de revestimento se mantêm fixados, sem soltarem-se, mesmo quando da necessidade de substituição dos agrupamentos de tijolos refratários de revolvimento de massa, denominados tijolos tombadores.

[002] Através de pares de trilhos de ancoragem soldados longitudinalmente a partir de pontos diametralmente equidistantes dessa chapa tubular interna do forno rotativo, a montagem e desmontagem para substituições podem ser feitas de forma independente. Assim, os agrupamentos de tijolos tombadores (que se desgastam com maior frequência pela sua ação de acentuar o revolvimento da massa durante o fabrico do clínquer), podem ser substituídos sem que a camada toda de refratários se solte, ou, ainda, opcionalmente, os próprios tijolos de revestimento podem ser substituídos sem que, igualmente, a camada toda de refratários solte-se.

Comentários da técnica

[003] Como é de conhecimento no segmento da indústria de cimento, os fornos rotativos são elementos tubulares, de longa extensão longitudinal, e têm a chapa anelar interna inteiramente revestida com a montagem de camadas subsequentes de tijolos refratários. Essas camadas vão sendo retidas de forma subsequente através de cintas circulares, transversais, soldadas ao longo da extensão longitudinal do forno, com a introdução, lado a lado, desses tijolos de revestimento, sendo tais unidades pressionadas entre si e mantendo-se assim fixadas para formar o revestimento refratário a partir da chapa anelar interna.

[004] Como exemplo da técnica conhecida pode ser citado o documento de patente BR 112015011539-0 de título “Tijolo em arco, revestimento cilíndrico interno de um forno rotativo e um forno rotativo”. A invenção refere-se a um tijolo em arco, de acordo com o Padrão Industrial Alemão DIN 1082-4, edição de janeiro de 2007, formando um revestimento cilíndrico interno no forno rotativo, com tijolos em arco. Uma imagem desse documento de patente é inserida a título exemplificativo como figura 1 para o pedido a ser descrito mais adiante. Mostra, em corte e em perspectiva, uma parte do revestimento refratário (30) do forno rotativo, dotado de anéis de aço (40) transversais que retêm camadas desses tijolos em arco (30w) contra a pressão axial durante o funcionamento do forno.

[005] Uma outra imagem, extraída do Google, é inserida também a título exemplificativo como figura 2 para o pedido a ser descrito mais adiante. Mostra, em meio corte em perspectiva, às áreas de revestimento do forno rotativo de cimento e o seu mecanismo de funcionamento.

[006] Mais atualmente, entre essas camadas de tijolos de revestimento, em pontos diametrais equidistantes da chapa anelar interna do forno rotativo são fixados agrupamentos de tijolos refratários denominados tombadores, que têm suas bordas livres protuberantes, projetando-se, portanto, do alinhamento das bordas dos tijolos de revestimento. Esses tijolos tombadores, por suas bordas protuberantes têm a finalidade de promover o levantamento da carga denominada “farinha” (massa de cimento) que está em processamento no forno rotativo. Ou seja, ao bater nessas bordas protuberantes dos tijolos tombadores ocorre o destorroamento de grumos da farinha processada formando uma cortina de massa de cimento perpendicular ao deslocamento de calor dentro do forno, aumentando a troca térmica e melhorando a eficiência do processamento do clínquer (cimento numa fase básica de fabrico). Além disso, com esse efeito provocado pelos tombadores é minimizada a aderência da farinha nos tijolos de revestimento, evitando o “estrangulamento” do forno e mantendo satisfatoriamente o seu desempenho.

[007] Ocorre que, com o tempo de uso esses tijolos tombadores têm suas bordas protuberantes desgastadas pelo constante e agressivo atrito com a farinha, e acabam alinhando-se às bordas livres dos tijolos de revestimento e, nessa condição, sem pontos de batida com a farinha perdem a função de revolvimento, havendo então a necessidade de sua substituição. Para a troca desses agrupamentos, pelo processo de montagem convencional já explicado, ao se retirar um desses tijolos tombadores a pressão inicial que mantém todas as unidades refratárias da camada é desfeita e acabam, uma a uma, soltando-se. Com isso, todo esse refratário acaba tendo que ser trocado, gerando maior tempo de parada no processo, alto custo de manutenção além de prejuízos enormes à indústria do segmento de fabricação de cimento. Pode-se perceber então que essa operação de substituição dos tijolos tombadores (quando desgastados), é fundamental para o funcionamento do forno.

Objetivo do pedido

[008] A proposta desse pedido de patente é que, no interior do forno rotativo de cimento, ao serem retirados (para substituição por desgaste) os agrupamentos de tijolos tombadores da chapa tubular interna, seja evitado que os tijolos de revestimento se soltem. O mesmo efeito é proposto para os próprios tijolos de revestimento, que podem ter suas unidades substituídas sem que a camada toda de refratário se solte.

[009] Para tanto, foram introduzidos pares de trilhos de ancoragem soldados paralela e estudadamente espaçados entre si em pontos diametralmente equidistantes ao longo da extensão longitudinal da chapa tubular interna, formando berços de fixação, sob pressão, dos agrupamentos de tijolos tombadores. Esses berços mantêm os agrupamentos de tijolos tombadores fixados de forma independente, separando-os, alternadamente, de superfícies em segmento de arco de fixação, também sob pressão, dos tijolos de revestimento.

[010] Com isso, os agrupamentos de tijolos tombadores podem ser montados e/ou substituídos de seus berços de fixação isoladamente, bem como os próprios tijolos de revestimento, podendo ser montados e/ou substituídos de suas superfícies em segmento de arco, também de forma isolada, trazendo grandes vantagens em relação a rapidez na operação, evitando parada prolongada do equipamento e, consequentemente, reduzindo custos.

[011] Explicado superficialmente, passa o invento a ser melhor detalhado.

[012] As figuras 1 e 2, como já explicado anteriormente, referem-se ao estado da técnica.

[013] As figuras a seguir relacionadas, de 3 a 11, referem-se à disposição introduzida no forno rotativo de cimento bem como ao sistema de montagem e desmontagem de refratários que envolvem, motivos desse pedido de patente. As figuras representam a chapa tubular interna do forno rotativo de cimento sempre vista frontalmente, de forma esquemática:
Figura 3 - mostra os pares de trilhos de ancoragem soldados paralela e estudadamente espaçados entre si, em pontos diametralmente equidistantes ao longo da extensão longitudinal da chapa tubular interna. Como se observa, por esses pares de trilhos de ancoragem são formados berços para fixação de tijolos tombadores, alternados à superfícies em segmento de arco para fixação de tijolos de revestimento, ao longo do diâmetro do anel tubular interno. No detalhe A, um dos berços é mostrado ampliado, vendo-se seu par de trilhos de ancoragem soldados na chapa tubular interna do forno rotativo;
Figura 4 - mostra a montagem dos conjuntos de tijolos de revestimento, nas suas superfícies em segmento de arco;
Figura 5 - mostra os tijolos de revestimento já montados nas suas superfícies em segmento de arco e, alternado a estas, a montagem dos tijolos tombadores nos berços;
Figura 6 - mostra a chapa tubular interna do forno rotativo de cimento após a montagem, já inteiramente revestida pelos tijolos refratários no seu diâmetro total. Pelo detalhe B vê-se um dos trilhos de ancoragem e, por setas é indicada a pressão exercida quando da montagem entre as unidades de tijolos de revestimento, fixados nas superfícies em segmento de arco da chapa tubular interna;
Figura 7 - mostra, segundo figura anterior, pelo detalhe C, um dos trilhos de ancoragem e, por setas é indicada a pressão exercida quando da montagem entre as unidades de tijolos tombadores, fixados nos berços da chapa tubular interna;
Figura 8 - mostra, em sequência, a carga de farinha processada na chapa tubular interna, no forno rotativo de cimento, vendo-se, pelas setas, o atrito com as bordas protuberantes dos agrupamentos de tijolos tombadores para o revolvimento dessa massa;
Figura 9 - mostra, em sequência, pelos detalhes D e E, o desgaste das bordas protuberantes dos tijolos tombadores, expostas ao atrito com a farinha;
Figura 10 - mostra, em sequência, a retirada dos agrupamentos de tijolos tombadores desgastados, no Detalhe F e, embaixo, os berços da chapa tubular interna, vazios. No detalhe G é mostrado que, opcionalmente, os próprios tijolos de revestimento podem ser substituídos, também de forma independente;
Figura 11 - mostra, em sequência, a substituição, nos berços, dos tijolos tombadores desgastados por tijolos tombadores novos, vistos no Detalhe I.

[014] Em conformidade com as figuras anexas, a “CHAPA TUBULAR INTERNA DE FORNO DE CIMENTO ROTATIVO, COM TRILHOS DE ANCORAGEM LONGITUDINAIS PARA TIJOLOS REFRATÁRIOS, E PROCESSO DE MONTAGEM”, objetivo desse pedido de patente de invenção, constitui-se , como mostra a figura 3, a partir da chapa tubular interna (1) de um forno rotativo de cimento (ilustrado nas figuras 1 e 2 do estado da técnica), no caso em questão um forno composto por chapas semicirculares flangeadas, sendo que na face de cada chapa tubular interna são soldados, em pontos diametrais equidistantes e estendidos longitudinalmente, pares de trilhos de ancoragem (2) estudadamente espaçados entre si, delimitando, entre suas faces contrapostas (2a), berços (3), vistos no Detalhe A. Esses berços (3), através das faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2) contíguos, alternam-se à superfícies em segmento de arco (4) ao longo do diâmetro total da chapa interna anelar (1).

[015] Assim constituída a chapa tubular interna (1), é possibilitado um sistema de montagem no forno rotativo de cimento pelo qual, de forma independente, as superfícies em segmento de arco (4) recebem, entre as faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2) contíguos, o encaixe sob pressão de tijolos de revestimento (TR), travando-se suas unidades lado a lado, como mostra a figura 4. Já os berços (3) recebem, entre as faces contrapostas (2a) de cada par de trilho de ancoragem (2), o encaixe sob pressão dos tijolos tombadores (TB), travando-se suas unidades lado a lado como mostra a figura 5.

[016] Com a montagem na chapa tubular interna (1), os tijolos de revestimento (TR) mantêm-se firmemente fixados como mostra a figura 6 e seu detalhe B, pressionados entre as faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2) contíguos, ao longo das superfícies em segmento de arco (4), de forma independente da montagem nos berços (3). Igualmente, os tijolos tombadores (TB) mantêm-se fixados, como mostra a figura 7 e seu detalhe C, pressionados entre as faces contrapostas (2a) de cada par de trilho de ancoragem (2), também de forma independente da montagem nas superfícies em segmento de arco (4).

[017] Após tempo de funcionamento do forno rotativo ocorre o desgaste das bordas protuberantes dos tijolos tombadores (TB), pelo atrito com a farinha (F), como mostram as sequências das figuras 8 e 9.

[018] Nesse caso, como mostra a sequência da figura 10, ao serem retiradas as primeiras unidades de tijolos tombadores (TB) é desfeita a pressão entre as faces contrapostas (2a) dos pares de trilhos de ancoragem (2) e, consequentemente desfazendo a pressão somente nos berços (3), que assim são esvaziados de forma independente da montagem nas superfícies em segmento de arco (4), cujos tijolos de revestimento (TR) mantêm-se normalmente pressionados entre as faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2), contíguos. Estando vazios os berços (3) da chapa anelar interna (1) do forno rotativo de cimento, os mesmos podem ser então preenchidos novamente, igualmente de forma independente, com novos tijolos tombadores (TB), como mostra a sequência da figura 11. Os próprios tijolos de revestimento (TR), pelo sistema proposto podem ser retirados e substituídos de forma independente, restringida à sua superfície em segmento de arco (4).

[019] Dessa forma os tijolos tombadores (TB), sujeitos a grande desgaste, têm seus agrupamentos retirados e substituídos dos seus berços (3) de forma rápida e segura, o mesmo ocorrendo em relação aos tijolos de revestimento (TR), retirados ou substituídos de cada uma de suas superfícies em segmento de arco (4), em sistema independente, evitando a soltura de toda a camada de refratário.

Claims (2)

1. “CHAPA TUBULAR INTERNA DE FORNO DE CIMENTO ROTATIVO, COM TRILHOS DE ANCORAGEM LONGITUDINAIS PARA TIJOLOS REFRATÁRIOS”, constituída a partir da chapa tubular interna (1) de um forno rotativo de cimento, a qual, ao longo de sua extensão longitudinal, é caracterizada por receber em pontos diametrais equidistantes a solda de pares de trilhos de ancoragem (2), delimitando, entre suas faces contrapostas (2a), berços (3), os quais, através das faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2), contíguos, alternam-se à superfícies em segmento de arco (4), em torno do diâmetro da referida chapa tubular interna (1).
2. “ PROCESSO DE MONTAGEM”, de acordo com a chapa tubular interna (1) definida na reivindicação 1, caracterizado pela introdução, entre as faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2), contíguos, de unidades de tijolos de revestimento (TR) encaixados lado a lado, sob pressão, ao longo das superfícies em segmento de arco (4), sendo introduzidos, entre as faces contrapostas (2a) de cada par de trilho de ancoragem (2), unidades de tijolos tombadores (TB) encaixados lado a lado, sob pressão, nos berços (3), efetuando-se a retirada dos tijolos de revestimento (TR) das superfícies em segmentos de arco (4) ao ser desfeita a pressão entre as faces externas (2b) dos pares de trilhos de ancoragem (2) , contíguos e retirando-se os tijolos tombadores (TB) dos berços (3) ao ser desfeita a pressão entre as faces contrapostas (2a) dos trilhos de ancoragem (2), de forma independente para cada superfície em segmento de arco (4) e para cada berço (3).

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