BR112013006688B1

BR112013006688B1 - equipamento de pré-aquecimento para sucata de aço e recipiente de fusão metalúrgica equipado com ele

Info

Publication number: BR112013006688B1
Application number: BR112013006688-1A
Authority: BR
Inventors: Hannes Beile; Markus Dorndorf; Hansjörg Huber; Christiane Kiessner; Petra Kreuder; Matthias Krieg; Alexander Müller; Robert Schalast; Michael Schmid
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2010-09-22
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2018-11-21
Also published as: RU2569009C2; MX2013003103A; US9945002B2; BR112013006688A2; RU2013118339A; EP2619335A1; CN103119181A; CN103119181B; MX345617B; DE102010041209A1; EP2619335B1; WO2012038320A1; ES2529121T3; US20130259082A1

Abstract

equipamento de pré-aquecimento para sucata de aço e recipiente de fusão metalúrgica equipado com ele. a invenção se refere a um equipamento de pré-aquecimento (1) para sucata de aço que deve ser carregada em recipiente de fusão metalúrgica (8) tendo um poço vertical (3) que é circundado por uma parede de carcaça (2) e é usado para receber a sucata de aço, e pelo menos um elemento de fechamento (4), que compreende uma pluralidade de dedos espaçados lateralmente (15) que se estendem paralelamente entre si e montados de forma que possam se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta, e os dedos (15), os quais, na posição fechada, se salientam pelo menos parcialmente na cuba (3) com o próposito de reter a sucata e, na posição, aberta, liberam a cuba (3) pelo menos até um ponto em que a sucata possa cair da cuba (3) no recipiente de fusão (8). o pelo (pelo menos um) elemento de fechamento é montado de modo a pode ser ser movido desde o lado da cuba (3) até esse último e lateralmente a partir do mesmo. a invenção também se refere a um recipiente de fusão metalúrgica (8) equipado com tal equipamento do pré-auecimento.

Description

(54) Título: EQUIPAMENTO DE PRÉ-AQUECIMENTO PARA SUCATA DE AÇO E RECIPIENTE DE FUSÃO METALÚRGICA EQUIPADO COM ELE (73) Titular: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, Sociedade Alemã. Endereço: Wittelsbacherplatz 2, München, ALEMANHA(DE) (72) Inventor: HANNES BEILE; MARKUS DORNDORF; HANSJÕRG HUBER; CHRISTIANE KIESSNER; PETRA KREUDER; MATTHIAS KRIEG; ALEXANDER MÜLLER; ROBERT SCHALAST; MICHAEL SCHMID.

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 15/09/2011, observadas as condições legais

Expedida em: 21/11/2018

Assinado digitalmente por:

Alexandre Gomes Ciancio

Diretor Substituto de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para EQUIPAMENTO DE PRÉ-AQUECIMENTO PARA SUCATA DE AÇO E RECIPIENTE DE FUSÃO METALÚRGICA EQUIPADO COM ELE.

A invenção se refere a um equipamento de pré-aquecimento para sucata de aço e a um recipiente de fusão metalúrgica equipado com ele. Um equipamento de pré-aquecimento conhecido, por exemplo, da EP 0 711 397 A1 compreende um poço vertical cercado por uma parede de carcaça usada para receber a sucata de aço e pelo menos um elemento de fechamento que compreende uma pluralidade de dedos espaçados lateralmente entre si. O elemento de fechamento é montado de forma tal que ele pode se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta. Na posição fechada os dedos se estendem pelo menos parcialmente na cuba com o propósito de reter a sucata de aço. Gases quentes formados durante o processo de fusão entre os dedos e aquecem a sucata de aço presente na cuba. Na posição aberta, os dedos abrem a cuba pelo menos o suficiente para permitir que a sucata de aço caia fora da cuba e em um recipiente de fusão posicionado abaixo da cuba.

Nos equipamentos de pré-aquecimento conhecidos dois elementos de fechamento são fornecidos, onde cada um desses é apoiado em torno de um eixo pivô que se estende em uma área de borda da cuba como um tipo de alavanca de dois braços. Iniciando em sua posição fechada na qual eles se projetam na cuba e retêm a sucata de aço na cuba, eles são movidos em sua posição aberta ao serem pivotado para baixo. A sucata de aço pode então alcançar o recipiente de fusão e um fundido de aço presente ali através de uma abertura do recipiente. Por razões de economia de processo, as quantidades de sucata de aço carregadas em cada caso são tão grandes que inicialmente uma coluna de sucata de aço é formada, a qual possivelmente deve se estender para cima na área da cuba dos elementos de fechamento. Até que os elementos de fechamento possam ser fechados novamente nesse caso deve, portanto, haver um período que seja suficientemente longo para a altura da coluna de sucata de aço ser reduzida pela fusão da sucata de aço na base da coluna para permitir que os elementos de

2/7 fechamento sejam pivotado para cima novamente na sua posição fechada e permitir que uma nova carga de sucata de aço seja introduzida no equipamento de pré-aquecimento para o pré-aquecimento.

O objetivo da invenção é especificar um equipamento de préaquecimento e um recipiente de fusão metalúrgica equipado com ele que torna possíveis tempos de processo mais curtos.

Esse objetivo é alcançado em relação a um equipamento de préaquecimento mencionado no início de acordo com a reivindicação 1, pelo (pelo menos um) elemento de fechamento que é montado de forma que seja capaz de ser movido do lado da cuba para o mencionada cuba e obliquamente a mencionada cuba. Em relação a um recipiente de fusão metalúrgica, o objetivo é alcançado por um recipiente de fusão de acordo com a reivindicação 12. Em contraste com o equipamento de pré-aquecimento conhecido, no qual., em sua posição aberta, o elemento de fechamento é disposto completamente dentro da cuba, há a possibilidade com a configuração da invenção de tomar o elemento de fechamento na posição aberta preferivelmente inteiramente fora da cuba e/ou de dispor seu caminho de movimento para cima na medida do possível de forma que o perigo de um entupimento do elemento de fechamento pela formação de uma coluna durante o carregamento da sucata de aço no recipiente de fusão seja reduzido.

Configurações vantajosas do equipamento de pré-aquecimento são especificadas nas sub-reivindicações. A invenção será explicada agora em maiores detalhes em relação aos diagramas anexos nos quais:

A Figura 1 mostra um equipamento de pré-aquecimento em um diagrama em perspectiva onde, entretanto, por razões de clareza, um poço cercado por uma parede de carcaça que serve para acomodar a sucata de aço, não é mostrado.

A Figura 2 mostra um recipiente de fusão metalúrgica com um equipamento de pré-aquecimento posicionado acima dele, cujos elementos de fechamento estão na posição fechada.

A Figura 3 mostra um diagrama correspondente à Figura 2, no qual, entretanto, os elementos de fechamento do equipamento de pré3/7 aquecimento estão em sua posição aberta.

A Figura 4 mostra uma vista superior grandemente esquematizada do recipiente de fusão da Figura 2.

O equipamento de pré-aquecimento 1 compreende um poço 3 delimitado por uma parede de carcaça 2 (não mostrada na Figura 1), dois elementos de fechamento 4a, 4b, uma estrutura de apoio 5, na qual os elementos de fechamento 4a, 4b são apoiados de maneira móvel, e também a estrutura base 6, na qual a estrutura de apoio 5 está disposta em seu lado superior. Ligados ao lado inferior da estrutura base 6 estão quatro pilares de apoio 7. Se um recipiente de fusão metalúrgica 8 for equipado com um equipamento de pré-aquecimento 1, este estará disposto acima do recipiente de fusão 8, onde os pilares de apoio 7 circundam o recipiente de fusão 8 para os lados e, por exemplo, repousam em uma base 9. O recipiente de fusão 8 é configurado da forma usual. Em seu lado interno há uma área para aceitar o fundido de aço 10 com um revestimento à prova de fogo 13. Ele tem uma abertura de carga 14, acima da qual a cuba 3 do equipamento de préaquecimento 1 está disposto. Eletrodos de fusão 11, que são fornecidos com sondas de fornecimento elétrico 12, se projetam no recipiente de fusão 8.

Os elementos de fechamento 4a, 4b, como peças principais que efetuam o fechamento a cuba 3, compreendem dedos 15 configurados tipicamente na forma de barras ou varas. Os dedos 15, como pode ser visto da Figura 1, são espaçados transversalmente até sua extensão longitudinal, de forma que um espaço 15 esteja presente entre eles, e através do qual gases quente penetram para cima desde o recipiente de fusão 8 na cuba 3 e podem aquecer a sucata ou a sucata de aço (não mostrada) ali presente.

Como pode ser visto das Figuras 2 e 3, os elementos de fechamento 4a, 4b podem ser movidos entre uma posição fechada (Figura 2) e uma posição aberta (Figura 3) e durante esse movimento são capazes de serem movidos para o lado na cuba 3 ou para fora do mencionada cuba. Em sua posição aberta eles preferivelmente não se projetam ou não se projetam até uma extensão significativa na cuba 3, nesse caso, de modo que a sucata de aço pode cair sem obstáculos da cuba 3 e alcançar o recipiente de fusão

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8. Uma pluralidade de opções está disponível para a configuração e montagem dos elementos de fechamento 4a, 4b ou também de um elemento de fechamento individual. Em todos os casos é conveniente ter uma configuração na qual um elemento de fechamento 4a, 4b seja apoiado e disposto de forma que, na posição fechada, as extremidades livres 17 dos dedos 15 que se projetam na cuba 3 estejam localizadas a um nível de altura 18 que seja o mesmo que, ou que seja inferior ao nível de altura 19 assumido por eles na posição aberta. Dessa forma, é garantido que o caminho de movimentação de um elemento de fechamento 4, 4a, 4b esteja localizado a um nível de altura que não é geralmente alcançado por uma coluna 20 de sucata ou sucata de aço formada durante a carga.

Um elemento de fechamento 4 pode, por exemplo, ter dedos 15’ na forma de varas ou barras, que se estendam em uma loinha reta, que sejam capazes de serem movidos na direção horizontal 23 entre as posições fechada e aberta. É também concebível para um elemento de fechamento 4 ser apoiado e alinhado de forma que seu dedo 15’ tenha um caminho de movimentação correndo obliquamente na direção 24, incluindo um ângulo de abertura para cima com um eixo vertical da cuba (3) (veja Figura 2)

Preferivelmente, os elementos de fechamento 4a, 4b são montados, entretanto, de modo que sues dedos 15 se movam em um caminho circular 25. Nesse caso, é vantajoso que o eixo de rotação 26 para o movimento circular seja disposto a uma distância vertical acima dos dedos 15 e corra obliquamente a um eixo vertical 27 da cuba 3. Por um lado, há mais espaço disponível como regra acima dos elementos de fechamento 4a, 4b para arranjar um motor para os elementos de fechamento 4a, 4b. Em adição, isto produz uma abertura característica dos elementos de fechamento 4a, 4b similar àquela de uma pá escavadeira. Em particular, quando dois elementos de fechamento 4a, 4b estão presentes, como na configuração exemplar mostrada, com um movimento simétrico dos elementos de fechamento 4a, 4b a sucata ou sucata de aço é liberada centralmente da cuba 3, de forma que ela caia em uma direção essencialmente vertical em uma área excêntrica22 do recipiente de fusão 8 presente abaixo da cuba 3 (Figura 4). Dessa

5/7 forma, a sucata ou sucata de aço é impedida de deslizar na direção dos eletrodos de fusão 11 e danificar esses eletrodos.

É vantajoso que os elementos de fechamento 4, 4a, 4b sejam arranjados de forma que o caminho de movimentação dos dedos 15, 15’, 15 dos elementos de fechamento 4, 4a, 4b corram em um plano vertical 31, que se estende transversalmente a um plano vertical 52 interceptando tanto a área 22 quanto também com a área do recipiente 32 tendo os eletrodos de fusão 11.

Como uma alternativa é igualmente possível que pelo menos um, especialmente precisamente um elemento de fechamento, seja disposto de forma que o caminho de movimentação dos dedos do elemento de fechamento corra perpendicularmente ao plano vertical 31 e assim se estende em paralelo ao plano vertical 52.

Basicamente um elemento de fechamento pode ser disposto para permitir a movimentação na cuba 3 a partir de cada lado e movimentação para o lado fora do mencionada cuba. O arranjo de um elemento de fechamento único em um lado da cuba 3 caindo em oposição a um dos eletrodos de fusão 11 foi provado ser apenas tão eficaz quanto o arranjo de dois elementos de fechamento de acordo com a Figura 4.

A cuba 3, visto de cima, é frequentemente configurado como um retângulo, onde um lado maior do retângulo na maioria das vezes está de frente para os eletrodos de fusão 11. Isto permite que os dedos 15 de um elemento de fechamento que é disposto no lado maior do retângulo sejam na maioria das vezes capazes de serem dimensionados mais curtos do que com o de um elemento de fechamento que é disposto em um dos lados menores do retângulo., O design encurtado dá vantagens em relação à estabilidade mecânica dos dedos.

Para evitar que a sucata de aço deslize para o lado na área 22 do recipiente de fusão 8, é especialmente vantajoso que os dedos 15 sejam curvados com um lado côncavo 28 apontando para cima em uma forma circular, onde o eixo de rotação 26 forma o ponto central da curvatura. Se os dedos tiverem que ser guiados através da parede de carcaça 2 da cuba 3,

6/7 então como resultado desse projeto apenas uma abertura 21 é necessária ali, da forma e do tamanho que correspondam essencialmente à forma da seção transversal de um dedo 15.

Os dois elementos de fechamento 4a, 4b ficam opostos um ao outro, onde na posição fechada cada um deles se fecha na metade da cuba 3. Devido à curvatura de forma circular dos elementos de fechamento 4a, 4b, na posição fechada uma depressão em forma de canaleta 29 é formada, cujo ponto inferior corre centralmente na cuba 3. Quando os elementos de fechamento 4a, 4b são abertos, a sucata de aço é, com isso, guiada em uma área central do recipiente de fusão 8.

Cilindros guia 30 são dispostos fora da cuba 3 na estrutura de apoio 5 os quais são prensados com a ajuda de um elemento mola 33, contra o lado de baixo dos dedos 15. Dessa forma, os dedos 15 são guiados e apoiados.

Os dedos 15 são fixados com suas extremidades externas 34 a uma trave em forma de tira 35 que corre na direção do eixo de rotação 26. Um braço de alavanca 37 é conectado às extremidades 36 da trave 35 pela sua extremidade 41. As outras extremidades 42 dos dois braços de alavanca opostos 37 são mantidos axialmente em um mancai comum 38, o qual contém o eixo de rotação 26, por exemplo, na forma de um pino de mancai 39. Os mancais 38 são ligados na área de pico de uma estrutura em forma de arco 5 que corre transversalmente ao eixo de rotação 26.

Quando os braços de alavanca 37 são levantados e abaixados, os dedos 15 são movidos entre suas posições fechada e aberta. Com esse propósito, dois cilindros flexíveis 44, que são espaçados entre si da direção do eixo de rotação 26, são designados para cada elemento de fechamento 4a, 4b. Os cilindros flexíveis 44 repousam com sua extremidade inferior na estrutura de apoio 5 e são conectados de maneira articulada pelas extremidades livres de suas hastes de pistão 45 a um mancai de eixo 46. Os mancais de eixo 46, por sua vez, estão presentes em uma trave 47 (Figura 1), que conecta entre si os dois braços de alavanca 37 designados para um elemento de fechamento 4a, 4b. Na posição fechada, dos elementos de fe7/7 chamento 4a, 4b as hastes de pistão 45 são recolhidas (Figura 2). Movendose as hastes de pistão 45 para for a, os braços de alavanca 37 são elevados e os elementos de fechamento 4a, 4b dos dedos 15 são movidos em um caminho circular na sua posição aberta.

Os dedos 15 são internamente ocos e têm um meio de resfriamento fluindo através deles durante a operação, Para garantir isto, um sistema de linhas 48 para entrega e retirada do meio de resfriamento é fixado aos braços de alavanca 37 das traves 35.

Para aliviar a carga nos dedos 15 na posição fechada das toneladas de sucata de aço presentes na cuba 3, um mancai de apoio 49 está presente no qual as extremidades livres 17 dos dedos 15 repousam com seu lado inferior na posição fechada. O mancai de apoio é, por exemplo, configurado na forma de uma vara ou de uma barra e é preferivelmente capaz de ser movido pelo movimento de translação lateral na cuba 3 ou fora da cuba. O mancai de apoio 49 é apoiado por sua vez na estrutura base 6, por exemplo, nas barras horizontais 50 que correm transversalmente ao eixo de rotação 26 e é, por exemplo, guiado em um recesso 51 configurado para a forma da seção transversal do mancai de apoio 49 nas barras horizontais 50.

As configurações exemplares mostradas nas figuras são meramente umas poucas das possíveis formas de configuração do equipamento de pré-aquecimento da invenção que podem ser prontamente deduzidas pela pessoa perita na técnica à luz da descrição.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

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FIG1

1. Equipamento de pré-aquecimento para sucata de aço que deve ser carregada em um recipiente de fusão metalúrgica (8), tendo uma cuba vertical (3) que é circundada por uma parede de carcaça (2) e usado para

5 receber a sucata de aço, e pelo menos um elemento de fechamento (4) que compreende uma pluralidade de dedos (15) espaçados lateralmente que se estendem paralelamente entre si, montados de forma que possam se mover entre uma posição fechada e uma posição aberta, cujos dedos (15) na posição fechada, com o propósito de reter a sucata de aço, se salientam pelo menos 10 parcialmente na cuba (3) e na posição aberta a cuba (3) abre pelo menos em uma largura suficiente para a sucata de aço ser capaz de cair da cuba (3) no recipiente de fusão (8), onde o (pelo menos um) elemento de fechamento (4) é apoiado de modo que ele seja capaz de ser movido do lado da cuba (3) para a mencionada cuba e lateralmente para fora da mencionada cuba, 15 caracterizado pelo fato de que executa um movimento circular entre suas posições fechada e aberta, onde o eixo de rotação (26) para o movimento circular do elemento de fechamento (4) é disposto a uma distância vertical acima dos dedos (15) e corre transversalmente para um eixo vertical (27) da cuba (3) e os dedos (15) são curvados em uma forma de anel circular com um 20 lado côncavo (28) apontando para cima, onde o eixo de rotação (26) forma o ponto central da curvatura.

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FIG2 κ²⁷ | I I I I I I I IJ|

2/2 uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que dois elementos de fechamento diametralmente opostos (4) estão presentes em que, na posição fechada, cada um fecha uma metade da cuba (3).

5. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os elementos de fechamento (4) são capazes de serem pivotados em torno de um eixo comum de rotação (26) correndo centralmente na cuba (3).

6. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que os lados superiores do elemento de fechamento (4) são curvados de uma maneira côncava de forma que, na posição fechada, eles formam um recesso em forma de canaleta (29), o ponto mais baixo que corre centralmente na cuba (3).

7. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um mancal de apoio (49) está presente que, na posição fechada de pelo menos um elemento de fechamento (4), se salienta na cuba (3) e apoia o elemento de fechamento (4) em sua parte de baixo.

8. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o mancal de apoio (49) é apoiado de forma que seja capaz de ser movido em translação na cuba (3) e fora da cuba.

9. Recipiente de fusão metalúrgica com uma abertura de carga (14) em seu lado superior para enchê-lo com sucata de aço, caracterizado pelo fato de que acima da abertura de carga (14) é disposto um equipamento de pré-aquecimento (1) com uma configuração conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações precedentes.

Petição 870180059492, de 10/07/2018, pág. 10/14

2. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um elemento de fechamento (4) é montado de forma que, na posição fechada, a extremidade

25 livre (17) do dedo (15) que se projeta na cuba (3) está a um nível de altura (18) que é igual a ou menor que o nível de altura (19) assumido por ela na posição aberta.

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3. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um

30 elemento de fechamento (4) é montado de forma que ele execute um movimento de translação entre suas posições fechada e aberta.

4. Equipamento de pré-aquecimento, de acordo com qualquer

Petição 870180059492, de 10/07/2018, pág. 9/14

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FIG4