BR112013030598A2

BR112013030598A2 - disposição e instalação de queimador

Info

Publication number: BR112013030598A2
Application number: BR112013030598-3A
Authority: BR
Inventors: Gunnar Weissman; Jukka Vuorio; Mikael Jâfs
Original assignee: Outotec Oyj
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2020-09-01
Also published as: CN103562664A; BR112013030598A8; CA2832674C; BR112013030598B8; US20140099587A1; ZA201309666B; BR112013030598B1; CN103562664B; EA201391678A1; WO2012164142A1; EA024686B1; CA2832674A1; US9429316B2

Abstract

  DISPOSIÇÃO E INSTALAÇÃO de QUEIMADOR. A presente invenção está correlacionada a uma disposição de queimador compreendendo um bloco de cobre resfriado por fluido. Além disso, a invenção está correlacionada a uma instalação de queimador, um elemento de duto, um duto de circulação de gás e um forno metalúrgico compreendendo a dita disposição de queimador. A disposição de queimador (B) compreende um bloco de cobre resfriado por fluido (3), incluindo um conduto de resfriamento (4) para circulação do fluido de resfriamento, uma primeira extremidade (5), a qual a instalação de queimador (1) é fixada de modo liberável, e uma segunda extremidade (6), e em que o canal do queimador (2) se estende no interior do bloco de cobre resfriado por fluido (3), a partir da primeira extremidade (5) para a segunda extremidade (6).

Description

Y | : : . “DISPOSIÇÃO E INSTALAÇÃO DE QUEIMADOR” ! A presente invenção está correlacionada à uma disposição de queimador, compreendendo um bloco de cobre resfriado por fluido. Além disso, a invenção se refere a | uma instalação de queimador, um elemento de duto, um duto de circulação de gás, e um forno metalúrgico que compreende a disposição de queimador de acordo com à invenção. Um queimador é um dispositivo gerador de chama para aquecimento de material, mediante combustão de combustível gasoso, líquido ou pulverulento. Nos processos metalúrgicos, os queimadores são usados em diversas e diferentes aplicações, por exemplo, em | dutos de circulação de gás, para prover adicional aquecimento para o gás circulante do processo (por exemplo, ver o Pedido de Patente U.S. No. 2009/017409), e em fornos a arco elétricos, como aquecedores auxiliares, para aquecer e fundir metal (por exemplo, ver a Patente U.S. No.

6.614.831). | 20 Uma disposição típica de queimador compreende um queimador, para provisão de uma chama, e um canal alongado de queimador, em estreita proximidade com o queimador. O canal de queimador é concebido para formar um espaço de combustão e direcionar a chama. O Pedido de Patente U.S. No. 2009/017409 está | correlacionado à um equipamento em que o queimador é diretamente fixado à parede de um canal de gás, e uma abertura na parede refratária do canal de gás forma o canal de queimador. Um problema com essa disposição de queimador é que a fixação da unidade de queimador pode se tornar frouxa, pelo fato de o material refratário que forma o canal de queimador tender a se deteriorar pelo surgimento de fissuras, devido aos esforços térmicos e/ou à erosão.

| 2/20 + Além disso, a erosão do canal do queimador enfraquece sua capacidade de direcionar a chama dentro de uma | predeterminada direção e de proteger a unidade de queimador.

Assim, foi tentado solucionar esse problema, mediante provisão de uma disposição de serpentina de resfriamento no interior do material refratário, definindo ou formando o canal do queimador.

Essa disposição apresenta uma melhoria de durabilidade do canal do queimador.

Entretanto, em algumas instalações isto não é suficiente.

A deterioração do material refratário do canal do queimador pode resultar em danos na disposição de serpentina de resfriamento, o que, por sua vez, pode provocar vazamento do fluido de resfriamento.

A água é normalmente usada como fluido de resfriamento, e o vazamento de água pode provocar 15º explosão da mistura água-gás no interior do forno.

A erosão do canal do queimador também enfraquece sua capacidade de direcionar a chama em uma predeterminada posição e de proteger a unidade de queimador.

O Pedido de Patente U.S.

No. 2009/017409 se refere ainda à uma unidade de queimador, incluindo uma estrutura de suporte que pode ser adaptada como parte de uma parede do canal de gás.

A manutenção da estrutura de suporte deteriorada exige que o processo de sinterização seja interrompido, para possibilitar a substituição da estrutura de suporte danificada, que é uma parte relativamente grande e pesada do canal de gás.

Isso ocasiona um tempo de espera relativamente longo.

A Patente U.S.

No. 6.614.831 está correlacionada à uma disposição de queimador para uso em fornos de fusão.

A unidade de queimador é instalada em um bloco de montagem resfriado por fluido.

A disposição não inclui um canal de queimador em estreita proximidade com a unidade de queimador e, portanto, a unidade de queimador pode ser danificada devido ao retorno do deslocamento da chama.

O

| | 3/20 | x | É retorno do deslocamento da chama para a unidade do queimador poderá ocorrer se à dirá unidade de queimador | sofrer a ignição com alta velocidade, contra grandes pedaços de escória metálica que deverão ser fundidos no forno.

Assim, constitui um objeto da invenção superar as desvantagens do estado da técnica, conforme destacado acima.

Um primeiro aspecto da invenção se refere a uma disposição de queimador, compreendendo uma unidade de ! queimador para provisão de uma chama, e um canal alongado de queimador em estreita proximidade com a unidade de queimador, o canal de queimador formando um espaço de combustão, o qual é concebido para proteger a chama e à unidade de queimador. De acordo com a invenção, a disposição de queimador compreende um bloco de cobre resfriado por fluido, preferivelmente, um bloco de cobre resfriado por água, incluindo um conduto de resfriamento para circulação de um fluido de resfriamento, | 20 preferivelmente, água, uma primeira extremidade, na qual a unidade de queimador é fixada de modo liberável, e uma segunda extremidade, e o canal de queimador se estendendo no interior do bloco de cobre resfriado por fluido, a partir da primeira extremidade para a segunda extremidade. Um segundo aspecto da invenção está correlacionado a uma instalação de queimador, compreendendo a disposição de queimador de acordo com à invenção e uma estrutura refratária, a qual é feita de material refratário fundível e na qual a disposição de queimador é conectada, preferivelmente, conectada de modo liberável.

Em uma modalidade, a instalação de queimador compreende: - uma disposição de queimador de acordo com a invenção, incluindo uma unidade de queimador para provisão de uma l chama e um canal de queimador alongado, em estreita proximidade com a unidade de queimador, dito canal de queimador formando um espaço de combustão, concebido para proteger a chama e à unidade de queimador; e - uma estrutura refratária, a qual é feita de material refratário fundível, e na qual à disposição de queimador é ! conectada; | caracterizada pelo fato de que a disposição de queimador compreende um bloco de cobre resfriado por fluido, incluindo um conduto de resfriamento para circulação de um fluido de resfriamento, uma primeira extremidade, na qual o queimador é fixado de modo liberável, e uma segunda extremidade, e o canal de queimador se estendendo no interior do bloco de cobre resfriado por fluido, a partir 15º da primeira extremidade para à segunda extremidade.

Em uma modalidade da disposição de queimador e instalação de queimador, o diâmetro do canal de queimador aumenta na direção da segunda extremidade. Assim, por exemplo, se a disposição de queimador for instalada em um | 20 duto de gás de um forno de sinterização de fios ou de um forno de sinterização de esteira de aço, quando o diâmetro do canal de queimador aumenta na direção do duto de circulação de gás, o diâmetro do canal do queimador diminui na direção da unidade de queimador. Isso proporciona proteção da chama do queimador, proveniente da circulação do gás no duto.

Em uma modalidade da disposição do queimador e da instalação do queimador, a seção transversal do canal do queimador é circular.

Em uma modalidade da disposição do queimador e da instalação do queimador, o conduto de resfriamento apresenta uma entrada para introdução do fluido de i resfriamento no mesmo, e uma saída para dar saída ao fluido de resfriamento do conduto de resfriamento, as ditas

| az | Do | entrada e saída sendo localizadas na periferia externa do bloco de cobre adjacente à primeira extremidade, e uma seção de formato de serpentina que se estende entre a entrada e a saída, dita seção de formato de serpentina sendo disposta para envolver o canal de queimador.

Em uma modalidade da disposição de queimador e instalação de queimador, a unidade de queimador compreende | um flange de conexão, para conectar a unidade de queimador j com uma primeira extremidade do bloco de cobre resfriado por fluido, através de uma junta aparafusada. | Em uma modalidade da disposição de queimador e instalação de queimador, a disposição de queimador compreende uma luva de montagem tubular, que, preferivelmente, é feita de metal, tal como, aço ou aço doce, em que a luva de montagem tubular compreende elementos de fixação dispostos na superfície externa da dita luva de montagem tubular, para fixação da luva de | montagem tubular em um material refratário fundível, e em que à luva de montagem tubular é adaptada para receber o | 20 bloco de cobre resfriado por fluido no seu interior.

Em uma modalidade da disposição do queimador e da instalação do queimador, a superfície externa do bloco de cobre resfriado por fluido é ligeiramente cônica, pelo fato de que a superfície externa do bloco de cobre convergir na direção da segunda extremidade, isto é, seu diâmetro externo diminuir na direção da segunda extremidade. Em uma modalidade da disposição do queimador e da instalação do queimador, a superfície interna da luva de montagem tubular apresenta um formato cônico, que corresponde ao formato da superfície externa do bloco de cobre.

Em uma modalidade da disposição do queimador e da instalação do queimador, a disposição de queimador compreende ainda um elemento de conexão tipo anel, para

« fixação do bloco de cobre resfriado por fluido à luva de montagem tubular. | Em uma modalidade da disposição do queimador e da | instalação do queimador, o elemento de conexão tipo anel compreende um primeiro flange para conectar o dito elemento de conexão tipo anel com a primeira extremidade do bloco de cobre através de uma junta aparafusada, e um segundo flange para conectar o elemento de conexão tipo anel com à luva de montagem através de uma junta aparafusada.

Em uma modalidade da instalação do queimador, a dita instalação de queimador compreende uma luva de montagem tubular, que, preferivelmente, é feita de metal, tal como, aço ou aço doce, provida de elementos de fixação na superfície externa da luva de montagem tubular, para [E] fixar a luva de montagem à estrutura refratária fundível, a luva de montagem tubular sendo adaptada para receber o bloco de cobre resfriado por fluido no seu interior.

Em uma modalidade da instalação do queimador, a disposição de queimador compreende ainda um elemento de | 20 conexão tipo anel, para conectar o bloco de cobre resfriado por fluido com a luva de montagem tubular.

Em uma modalidade da instalação do queimador, a estrutura refratária faz parte de uma parede de canal de um duto de gás, tal como, uma parede de um duto de circulação de gás de um forno de sinterização de fios ou de um forno de sinterização de esteira de aço.

Em uma modalidade da instalação do queimador, a estrutura refratária é uma parede refratária, ou parte de uma parede refratária de um forno metalúrgico, tal como, um forno a arco voltaico.

Um terceiro aspecto da invenção se refere a um | elemento de duto. O elemento de duto de acordo com a invenção compreende uma instalação de queimador, em que à | estrutura refratária é um bloco refratário tendo uma parede feita de material refratário, preferivelmente, material refratário fundível, dita parede incluindo uma luva de montagem para a disposição de queimador, e um elemento de setor complementar que é fixado de modo liberável ao bloco refratário, de modo a formar uma estrutura tubular tipo anel, junto com o bloco refratário.

Em uma modalidade do elemento de duto, o bloco refratário compreende um primeiro dispositivo de conexão, para conectar o bloco refratário ao elemento de setor complementar, e um segundo dispositivo de conexão, para conectar o bloco refratário com elementos adjacentes de um duto.

Em uma modalidade do elemento de duto, o elemento | de setor complementar compreende um terceiro dispositivo de conexão, para conectar o elemento de setor complementar com o primeiro dispositivo de conexão do bloco refratário, e um quarto dispositivo de conexão, para conectar o elemento de setor complementar com elementos adjacentes do duto de circulação de gás. | 20 Em uma modalidade do elemento de duto, o primeiro dispositivo de conexão, o segundo dispositivo de conexão, O terceiro dispositivo de conexão e/ou o quarto dispositivo de conexão compreendem flanges providos de furos de parafusos, para fixação do bloco refratário e do elemento 2º de setor complementar entre si, e ainda para fixar os elementos adjacentes do duto por meio de juntas | aparafusadas. Um quarto aspecto da invenção se refere a um duto de circulação de gás, preferivelmente, um duto de circulação de gás de um forno de sinterização de fios, | preferivelmente, um forno de sinterização de esteira de aço, compreendendo uma disposição de queimador de acordo | com a invenção, uma instalação de queimador de acordo com à invenção ou um elemento de duto de acordo com à invenção.

Fo ; 8/20 Ú Um quinto aspecto da invenção se refere a um forno metalúrgico, compreendendo uma disposição de queimador de acordo com a invenção, uma instalação de queimador de acordo com a invenção, um elemento de duto de acordo com a invenção, ou um duto de circulação de gás de acordo com a invenção.

No caso de o forno metalúrgico ser um forno de sinterização de fios, ou um forno de sinterização de esteira de aço, o mesmo poderá conter uma disposição de queimador, uma instalação de queimador, um elemento de duto ou um duto de circulação de gás.

No caso de o forno metalúrgico ser um forno de fusão, tal como, um forno à arco voltaico, o mesmo poderá conter uma disposição de queimador ou uma instalação de queimador, mas, | preferivelmente, não irá conter um elemento de duto ou um 15º duto de circulação de gás.

Outra modalidade da invenção se refere a um forno | metalúrgico, o qual compreende a disposição de queimador, na instalação de queimador de acordo com a invenção.

Um sexto aspecto da invenção se refere a um | 20 método para manutenção da disposição de queimador.

O método compreende uma etapa de remover a unidade de queimador do bloco de cobre resfriado por fluido.

Outra modalidade da invenção se refere a um método para manutenção de uma disposição de queimador, em uma instalação de queimador de acordo com a invenção. o método compreende as etapas de remover a disposição de queimador mediante impulsionamento do bloco de cobre resfriado por fluido para fora da luva de montagem, e instalação de uma nova disposição de queimador, através da inserção do bloco de cobre resfriado por fluido dentro da luva de montagem.

Outra modalidade da invenção se refere a um método para manutenção de um duto de circulação de gás, de

É acordo com à invenção, para substituição da unidade de queimador.

O método compreende as etapas de: a) remover o bloco refratário do elemento de setor complementar e do duto de circulação de gás, em que a disposição de queimador é fixada ao dito bloco refratário; e b) remover a unidade de queimador a -ser substituída do bloco de cobre resfriado por fluido, a qual é ainda fixada ao bloco refratário, e fixar uma nova unidade de queimador ao bloco de cobre resfriado; ou Cc) remover a disposição de queimador na qual a unidade de queimador e o bloco de cobre resfriado por fluido estão conectados entre si, do bloco de cobre resfriado por fluido, e remover a unidade de queimador do bloco de cobre 15º resfriado por fluido, e fixar uma nova unidade de queimador ao bloco de cobre resfriado; e d) fixar o bloco refratário tendo a disposição de queimador fixada ao mesmo para o elemento de setor complementar e para o duto de circulação de gás. | 20 Outra modalidade da invenção se refere a um método para manutenção de um duto de circulação de gás, que, de acordo com à invenção, inclui a substituição do bloco refratário.

O método compreende ainda as etapas de: e) remover o bloco refratário a ser substituído do elemento de setor complementar e do duto de circulação de gás, em que a disposição de queimador é fixada ao dito bloco refratário; f) remover à disposição de queimador do bloco refratário a ser substituído e fixar a disposição de queimador à um novo bloco refratário; e g) fixar o bloco refratário ao elemento de setor complementar e ao duto de circulação de gás, pelo que a disposição de queimador é fixada ao bloco refratário.

: Outra modalidade da invenção está correlacionada a um método para manutenção de um duto de circulação de ! gás, que, de acordo com a invenção, inclui a substituição do elemento de setor complementar.

O método compreende as | 5 etapas de: h) remover o bloco refratário, tendo a disposição de queimador fixada ao mesmo, do elemento de setor | complementar e do duto de circulação de gás; i) remover o elemento de setor complementar a ser substituído do duto de circulação de gás; : j) fixar um novo elemento de setor complementar ao duto de | circulação de gás; e k) fixar o bloco refratário, tendo a disposição de queimador fixada ao mesmo, ao elemento de setor 15º complementar e ao duto de circulação de gás.

A invenção proporciona diversas vantagens.

Se oO material refratário em volta da abertura do queimador | estiver se deteriorando, por exemplo, devido à erosão ou esforço térmico, o bloco de cobre resfriado por fluido não será danificado e um fluxo ótimo da chama será garantido.

Desse modo, oO desempenho da unidade de queimador é garantido.

O bloco de cobre resfriado por fluido é removível e, assim, não há necessidade de remoção de partes de um bloco grande do material refratário envolvente para manutenção.

Isto irá reduzir o tempo de duração da manutenção.

Um perfil de temperatura mais uniforme é obtido no material refratário, quando se compara com o caso de se ter disposições de serpentinas de aço no interior do material refratário, devido ao bloco de cobre resfriado por | 30 fluido ser envolvido por uma luva de montagem tubular.

Além : disso, à ocorrência de danos impostos ao conduto de resfriamento será menos provável, pelo fato de o conduto de l resfriamento ser localizado no interior do bloco de cobre resfriado por fluido e o cobre ser envolvido por uma luva ro . 11/20 de metal, preferivelmente, uma luva de aço ou uma luva de aço doce, consequentemente, protegendo o conduto de resfriamento.

A unidade de queimador é localizada na primeira extremidade do bloco de cobre resfriado por fluido, de modo que a chama do queimador não sofre interferência do gás que circula no duto de gás.

No caso de a disposição de queimador ser instalada na parede lateral de um forno de fusão, o bloco de cobre resfriado por fluido com o canal de queimador protege a unidade de queimador do retorno de deslocamento da chama.

Além disso, a substituição da unidade de queimador e/ou do bloco de cobre resfriado por fluido é facilitada.

Para fins da presente descrição, os termos “material refratário” e “material refratário fundível” significam, preferivelmente, cimento refratário ou cimento refratário fundível, tal como, cimento fundível de baixo teor de alumina, mais preferivelmente, cimento fundível de baixo teor de alumina compreendendo fibras de aço ou ainda cimento fundível de baixo teor de alumina-sílica | 20 compreendendo fibras de aço.

Os desenhos anexos providos para proporcionar um i melhor entendimento da invenção constituem parte da descrição, ilustram modalidades preferidas e ajudam a explicar os princípios da presente invenção, nos quais: - a figura 1 mostra uma modalidade de uma disposição de queimador a gás, de acordo com a invenção, com o bloco de | cobre resfriado por fluido mostrado em seção transversal; | - a figura 2 mostra uma vista explodida axonométrica da | disposição de queimador da figura 1, contendo o elemento de conexão tipo anel; ; - a figura 3 representa, de um modo claro, uma vista axonométrica do bloco de cobre apresentado na figura 2, mostrando a disposição espacial do conduto de resfriamento, com relação ao canal do queimador;

- a figura 4 é uma vista explodida da instalação de queimador, de acordo com uma modalidade da invenção, em que a estrutura refratária e a luva de montagem tubular são mostradas em seção transversal;

—- a figura 5 mostra a instalação de queimador mostrada na figura 4, em que a disposição de queimador é instalada dentro da luva de montagem tubular;

- a figura 6 representa uma ilustração esquemática de um forno de sinterização de fios, preferivelmente, um forno de sinterização de esteira de aço, compreendendo dutos de circulação de gás;

- a figura 7 mostra um duto de circulação de gás, incluindo a instalação de queimador, de acordo com uma modalidade da invenção;

- a figura 8 representa uma vista explodida de uma seção de canto do duto de circulação de gás mostrado na figura 7, a

| seção de canto incluindo um bloco refratário para instalação da disposição de queimador; - a figura 9 mostra uma seção transversal da seção de canto | 20 mostrada na figura 8; e - a figura 10 é uma ilustração esquemática de um forno a arco voltaico, incluíndo uma instalação de queimador, de acordo com a presente invenção.

Com referência às figuras 1 a 3, a disposição de queimador compreende uma unidade de queimador (1), para mistura de um combustível e um agente oxidante, tal como, o ar, cuja mistura sofre ignição para prover uma chama.

A disposição de queimador compreende um canal de queimador alongado (2), que está em estreita proximidade com a unidade de queimador (1). O canal de queimador (2) forma um ' espaço de combustão e é concebido para proteger a chama e à ! unidade de queimador (1). A disposição de queimador | compreende um bloco de cobre resfriado por fluido (3). A | unidade de queimador (1) é fixada de modo liberável à | primeira extremidade (5) do bloco de cobre resfriado por fluido (3), de modo a facilitar a instalação e substituição. O bloco de cobre resfriado por fluído (3) contém um conduto de resfriamento (4), através do qual pode ser conduzida uma circulação contínua do fluido de resfriamento, preferivelmente, água, para resfriar o bloco de cobre resfriado por fluido (3). O conduto de resfriamento (4) é disposto no interior do material de cobre fundido do bloco de cobre (3). O canal de queimador (2), que se constitui de um furo vazado, se estende no interior do bloco de cobre resfriado por fluido (3), a partir da primeira extremidade (5) para a segunda extremidade (6). A primeira extremidade (5) e a segunda | extremidade (6) são paralelas. O canal de queimador (2) forma um espaço de combustão que direciona a chama e protege a unidade de queimador (1).

Conforme mostrado na figura 1, o diâmetro (d) do canal de queimador (2) aumenta a partir da primeira extremidade (5) na direção da segunda extremidade (6). A superfície interna do canal de queimador (2) compreende uma parte curta de superfície (34), adjacente à primeira extremidade (5), o diâmetro da parte curta de superfície | (34) aumentando na direção da primeira extremidade (5). A parte curta de superfície de formato cônico (34) contínua na direção da segunda extremidade (6), na forma de uma parte de superfície de cúpula redonda (35). A parte de superfície de cúpula redonda (35) continua na direção da segunda extremidade (6) na forma de uma parte de superfície | cônica (36). A seção transversal do canal de queimador (2) é circular. Conseguúentemente, as seções transversais da ) parte de superfície cilíndrica (34), da parte de superfície de cúpula redonda (35) e da parte de superfície cônica (36) | i são circulares.

| | |

& Com referência à figura 3, o conduto de resfriamento (4) apresenta uma entrada (7) para introdução do fluido de resfriamento no dito conduto de resfriamento | (4). O conduto de resfriamento (4) apresenta uma saída (8) S para dar saída ao fluido de resfriamento do conduto de resfriamento (4). A entrada (7) e a saída (8) se projetam do perímetro externo do bloco de cobre resfriado por fluido (3) e são localizadas adjacentes à primeira extremidade (5). Uma seção em formato de serpentina (9) se estende entre a entrada (7) e a saída (8). A seção em formato de serpentina (9) é espacialmente disposta para envolver o canal de queimador (2).

Com referência às figuras 1 e 2, a unidade de queimador (1) compreende um flange de conexão (10) para 15º conectar a unidade de queimador (1) à primeira extremidade (5) do bloco de cobre resfriado por fluido (3), por meio de uma junta aparafusada.

Com referência às figuras 3 e 5, a disposição de queimador compreende uma luva de montagem tubular (11), | 2º que, preferivelmente, é feita de metal, tal como, aço ou aço doce. A luva de montagem tubular (11) compreende elementos de fixação (12) dispostos na superfície externa | da dita luva de montagem (11), para fixar a luva de montagem em um material refratário fundível. A luva de montagem tubular (11) é dimensionada para receber o bloco de cobre resfriado por fluido (3) no interior de seu espaço | interno. A superfície externa do bloco de cobre resfriado | por fluído (3) é ligeiramente cônica, de modo que sua superfície externa converge na direção da segunda | 30 extremidade (6); isto é, seu diâmetro diminui na direção da segunda extremidade (6). A superfície interna da luva de | montagem tubular (11) apresenta um formato cônico, que é | complementar ao formato externo do bloco de cobre resfriado por fluido (3), de modo que o dito bloco de cobre resfriado | |

. 15/20 por fluido (3) se encaixa de modo suficientemente hermético no interior da luva de montagem tubular (11), podendo ser facilmente removido. Com referência às figuras 2 a 5, a disposição de queimador compreende ainda um elemento de conexão tipo anel (13), para conectar o bloco de cobre resfriado por fluido (3) com a luva de montagem tubular (11). O elemento de conexão tipo anel (13) compreende um primeiro flange (14), para conectar o elemento de conexão tipo anel com a primeira extremidade (5) do bloco de cobre (3), através de uma junta aparafusada, e um segundo flange (15) para conectar o elemento de conexão tipo anel com a luva de montagem (11), mediante uma junta aparafusada.

Com referência à figura 4, para manutenção da disposição de queimador (B), após a junta aparafusada entre a luva de montagem tubular (11) e o elemento de conexão tipo anel (13) ter sido liberada, a disposição de queimador (B) pode ser removida mediante simples impulsionamento do bloco de cobre resfriado por fluido (3) para fora da luva de montagem (11). Uma nova disposição de queimador (B) pode então ser instalada mediante inserção do bloco de cobre resfriado por fluido (3) dentro da luva de montagem tubular (11), e fixação do elemento de conexão tipo anel (13) à luva de montagem (11), mediante uma junta aparafusada.

Com referência às figuras 6 a 9, é mostrada uma modalidade da unidade de queimador de acordo com a invenção, em um duto de circulação de gás (18a, 18b) do forno de sinterização de fios (19), preferivelmente, um forno de sinterização de esteira de aço (19), conforme mostrado na figura 6. O forno de sinterização de fios ou forno de sinterização de esteira de aço (19) compreende uma esteira de fios (22) ou uma esteira de aço (22), que gira em volta de cilindros (23, 24) (por exemplo, rodas de elevação) dispostos nas suas extremidades, de modo a formar a uma esteira transportadora sem fim.

O forno de sinterização

| (19) compreende dutos de circulação de gás (18a, 18b, 18c), | onde o gás circula dentro de diferentes zonas do forno de sinterização.

Ciclos de gás fechados são aplicados na sinterização contínua e o gás circulante é explorado nas diversas zonas do processo.

O material a ser sinterizado é sSuprido à esteira de fios (22) ou esteira de aço (22), de : modo a formar um leito na sua superfície superior.

No | forno, o material a ser sinterizado, primeiramente, circula através de uma zona de secagem (25) e de uma zona de preaquecimento (26), movendo-se então para uma zona de sinterização (27), que apresenta uma Ou diversas seções.

Após a zona de sinterização (27), o equipamento normalmente

| compreende uma zona de estabilização (28), após oO que se 15º dispõe uma zona de resfriamento contendo diversos estágios

(29), (30) e (31). Em seguida, é introduzido gás no equipamento de sinterização, inicialmente, aos diversos estágios (29), (30), (31) da zona de resfriamento.

As setas mostradas na figura 6 indicam a direção do fluxo de gás nos

| 20 dutos de circulação de gás (18a, 18b, 18c). Após o gás ter circulado através da esteira de fios (22) ou esteira de aço

| (22), e do leito do material a ser sinterizado, que se | encontra na superfície superior das mesmas, o gás é sugado de cada um dos estágios (29, 30, 31), dentro dos respectivos dutos de circulação de gás (18a, 18b, 18c). O gás que é para ser removido do canal de gás mais externo

: (180) (conforme visto na direção de fluxo do material a ser sinterizado) é dirigido para a zona de secagem (25), e esse

| duto de circulação de gás (18c), geralmente, não é dotado de unidades de queimador.

Ao invés disso, o gás proveniente dos estágios de resfriamento (29) e (30), localizados mais próximos da parte intermediária do forno de sinterização de | fios (19) ou do forno de sinterização de esteira de aço (19) é dirigido para os dutos de circulação de gás (1l8a,

18b), os quais são dotados de unidades de queimador (1). A parte interna dos dutos de circulação de gás (18a, 18b) é | feita de material refratário fundível.

O material sinterizado é removido da esteira de fios (22) Ou esteira de aço (22), para posterior processamento.

Os gases são removidos da zona de sinterização (27), da zona de preaquecimento (26) e da zona de secagem (25) para limpeza e, possivelmente, são reciclados de volta para o processo de sinterização.

A figura 7 mostra um duto de circulação de gás (18a), conforme apresentado na figura 6, dotado de duas | disposições de queimadores (B) (mostrados nas figuras 1 à 3), que são instalados em um bloco refratário (16), de | acordo com os princípios já ilustrados, quando se fez 15º referência às figuras 4 e 5. O bloco refratário (16) forma uma parte da parede | do duto (17) do duto de circulação de gás (18a). As setas mostram a direção do fluxo de gás.

As disposições de queimador (B) são dispostas de modo a que os canais de queimador (2) do bloco de cobre resfriado por fluido (3) direcionem à chama (F) substancialmente na direção do fluxo de gás, no duto de circulação de gás (18a). Devido Àà disposição angulada das disposições de queimador (B), a unidade de queimador (1) e o canal de queimador (2) são bem | 25 protegidos das influências do fluxo de gás.

As figuras 8 e 9 mostram um elemento de duto (32) apresentado na figura 7. O elemento de duto (32) compreende um bloco refratário (16), tendo uma parede feita de material refratário (37). A : parede refratária (37) do bloco refratário (16) inclui uma luva de montagem tubular (11) para fixação da disposição de ! queimador (B) ao bloco refratário (16). A luva de montagem tubular (11) compreende elementos de fixação (12) na superfície externa da dita luva de montagem (11), para fixação da luva de montagem em um material refratário fundível do bloco refratário (16). O elemento de duto (32) compreende ainda um elemento de setor complementar (33), que apresenta uma parede feita de material refratário (38).

O elemento de setor complementar (33), quando fixado ao bloco refratário (16) forma uma estrutura tubular ou tipo anel junto com o bloco refratário (16).

O bloco refratário (16) compreende um primeiro dispositivo de conexão (39), para conectar o bloco refratário (16) ao elemento de setor complementar (33), e um segundo dispositivo de conexão (40), para conectar o bloco refratário (16) com elementos adjacentes ao duto de circulação de gás (18a, 18h). O elemento de setor complementar (33) compreende um terceiro dispositivo de conexão (41), para conectar o elemento de setor complementar (33) com o primeiro dispositivo de conexão (39) do bloco refratário (16), e um quarto dispositivo de conexão (42), para conectar o elemento de setor complementar (33) com elementos adjacentes ao duto de circulação de gás (18a, 18b). O primeiro dispositivo de conexão (39) compreende flanges com furos de parafuso (43), para fixar o bloco refratário (16) ao elemento de setor complementar (33), preferivelmente, através de juntas aparafusadas. O terceiro dispositivo de conexão (41) compreende flanges com furos de parafuso (43), para fixar o | 25 elemento de setor complementar (33) ao bloco refratário (16), preferivelmente, através de juntas aparafusadas. O segundo dispositivo de conexão (40) compreende flanges com furos de parafuso (43), para fixar o bloco refratário (16) | aos elementos adjacentes ao duto de circulação de gás (18a, 18b), preferivelmente, através de juntas aparafusadas. O | quarto dispositivo de conexão (42) compreende flanges com furos de parafuso (43), para fixar o elemento de setor : complementar (33) aos elementos adjacentes ao duto de h | circulação de gás (18a, 18b), preferivelmente, através de juntas aparafusadas.

Na manutenção de um duto de circulação de gás (18a), quando da substituição da unidade de queimador (1), o bloco refratário (16) tendo a disposição de queimador (B) nele fixado é removido do elemento de setor complementar (33) e do duto de circulação de gás (18a, 18b). Em seguida, a unidade de queimador (1) a ser substituída é removida do bloco de cobre resfriado por fluido (3), que permanece fixado ao bloco refratário (16). Uma nova unidade de queimador (1) pode depois ser fixada ao bloco de cobre | resfriado (3). Alternativamente, a disposição de queimador (B), na qual a unidade de queimador (1) e o bloco de cobre resfriado por fluido (3) são conectados entre si na forma de uma instalação, pode ser removida do bloco refratário (16) e, após isso, a unidade de queimador (1) é removida do bloco de cobre resfriado por fluido (3), e uma nova unidade de queimador (1) é fixada ao bloco de cobre resfriado (3). Finalmente, o bloco refratário (16) tendo a disposição de | 20 queimador (B) nele fixado pode ser fixado ao elemento de setor complementar (33) e ao duto de circulação de gás f (18a, 18b) . Na manutenção de um duto de circulação de gás (18a), quando da substituição do bloco refratário (16), o bloco refratário (16), a ser substituído, tendo a disposição de queimador (B) nele fixado é removido do elemento de setor complementar (33) e do duto de circulação de gás (18a, 18b). Em seguida, a disposição de queimador | (B) é removida do bloco refratário (16). A disposição de | 30 queimador (B) é fixada a um novo bloco refratário (16). Finalmente, o bloco refratário (16) tendo a disposição de | queimador (B) nele fixado é fixado ao elemento de setor complementar (33) e ao duto de circulação de gás (18a, 18b) .

| 20/20 Na manutenção de um duto de circulação de gás (18a), quando da substituição do bloco refratário (16) e substituição do elemento de setor complementar (33), o bloco refratário (16) tendo a disposição de queimador (B) nele fixado é removido do elemento de setor complementar (33) e do duto de circulação de gás (18a, 18b). O elemento de setor complementar (33) a ser substituído é removido do duto de circulação de gás (18a, 18b). Um novo elemento de setor complementar (33) é fixado ao duto de circulação de gás (18a, 18b). Finalmente, o bloco refratário (16) tendo a disposição de queimador (B) nele fixado é fixado ao elemento de setor complementar (33) e ao duto de circulação de gás (18a, 18b).

A figura 10 mostra um forno metalúrgico (22), dotado de uma disposição de queimador (B), conforme apresentado nas figuras 1 a 3, o qual é instalado na parede refratária (20) de um forno a arco voltaico (21), de acordo com os princípios já mencionados e com referência às figuras 4 e 5.

É óbvio para um especialista versado na técnica que com o avanço da tecnologia, a idéia básica da invenção pode ser implementada de diversas maneiras. A invenção e suas modalidades, desse modo, não são limitadas aos exemplos acima descritos; ao invés disso, elas podem variar dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES | 1. Disposição de queimador (B), compreendendo uma unidade de queimador (1) para prover uma chama (F), e um canal alongado de queimador (2) com estreita proximidade à unidade de queimador (5), o canal de queimador (2) formando um espaço de combustão, concebido para proteger a chama (F) e a unidade de queimador, caracterizada pelo fato de que a disposição de queimador (B) compreende um bloco de cobre resfriado por fluido (3), incluindo um conduto de resfriamento (4) para circulação de um fluido de resfriamento, dito conduto de resfriamento (4) sendo disposto no interior do meio de cobre fundido do bloco de cobre (3), uma primeira extremidade (5), na qual a unidade 15º de queimador (1) é fixada de modo liberável, e uma segunda extremidade (6), e em que o canal de queimador (2) se estende no interior do bloco de cobre resfriado por fluido (3), a partir da primeira extremidade (5) para a segunda extremidade (6).
2. Disposição de queimador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro (d) do canal de queimador (2) aumenta na direção da segunda extremidade.
3. Disposição de queimador, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a seção transversal do canal de queimador (2) é circular.
4. Disposição de queimador, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o conduto de resfriamento (4) apresenta uma entrada (7) para introdução do fluído de resfriamento no conduto de resfriamento, e uma saída (8) para dar saída ao fluido de resfriamento do conduto de resfriamento (4), em que à entrada (7) e a saída (8) são localizadas na periferia externa do bloco de cobre resfriado por fluido (3),

| 2/5 adjacente à primeira extremidade (5), e uma seção em formato de serpentina (9) se estende entre a entrada e a saída, a seção em formato de serpentina (9) sendo disposta ' para envolver o canal de queimador (2).
5. Disposição de queimador, de acordo com uma ou mais das reivindicações l1 a 4, caracterizada pelo fato de que a unidade de queimador (1) compreende um flange de conexão (10), para conectar a unidade de queimador (1) à primeira extremidade (5) do bloco de cobre resfriado por fluido (3), através de uma união aparafusada.
6. Disposição de queimador, de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a disposição de queimador compreende uma luva de montagem tubular (11), compreendendo elementos de âncora (12) sobre a superfície externa da luva de montagem tubular (11), para fixação da luva de montagem tubular (11) a um material refratário que pode ser fundido, e em que a luva de montagem tubular (11) é adaptada para receber o bloco de cobre resfriado por fluido (3) no interior da dita luva de montagem tubular (11). :
7. Disposição de queimador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de a superfície externa do bloco de cobre resfriado por fluido (3) é ligeiramente cônica, em que seu diâmetro externo diminui na direção da segunda extremidade (6); e em que à superfície interna da luva de montagem (11) apresenta um formato cônico, que corresponde ao formato da superfície externa do bloco de cobre resfriado por fluido (3).
8. Disposição de queimador, de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que a disposição de queimador compreende ainda um elemento de conexão tipo anel (13), para fixação do bloco de cobre resfriado por fluido (3) à luva de montagem (11).

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9. Disposição de queimador, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o elemento de conexão tipo anel (13) compreende um primeiro flange (14) para conectar o elemento de conexão tipo anel à primeira extremidade (5) do bloco de cobre (3), através de uma união aparafusada, e um segundo flange (15) para conectar o elemento de conexão tipo anel com à luva de montagem (11), através de uma união aparafusada.
10. Instalação de queimador, caracterizada pelo fato de compreender: - a disposição de queimador (B), de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 à 9; e - uma estrutura refratária (16, 20), feita de material refratário fundível, a qual a disposição de queimador é 15º conectada, preferivelmente, conectada de modo liberável.
11. Instalação de queimador, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de compreender uma luva de montagem tubular (11), preferivelmente, feita de metal, tal como, aço ou aço doce, compreendendo 2º elementos de fixação (12) dispostos na superfície externa da luva de montagem tubular (11), para fixação da luva de montagem tubular (11) na estrutura refratária (16, 20), e em que à luva de montagem tubular (11) é adaptada para receber o bloco de cobre resfriado por fluido (3) no interior da dita luva de montagem (11).
12. Instalação de queimador, de acordo com as reivindicações 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que a disposição de queimador compreende ainda um elemento de conexão tipo anel (13), para conectar o bloco de cobre resfriado por fluido (3) com a luva de montagem tubular (11).
13. Instalação de queimador, de acordo com uma ou mais das reivindicações 10 a 12, caracterizada pelo fato de que a estrutura refratária inclui um bloco refratário (16)

que forma uma parte de uma parede de canal (17) de um duto de circulação de gás (18a, 18b).
14. Elemento de duto (32), caracterizado pelo fato de que o elemento de duto (32) compreende: - a instalação de queimador de acordo com uma ou mais das reivindicações 10 a 13, em que a estrutura refratária se constitui de um bloco refratário (16), tendo uma parede feita de material refratário (37), dita parede incluindo uma luva de montagem (11) para a disposição de queimador (B)je | - um elemento de setor complementar (33), o qual é fixado de modo liberável ao bloco refratário (16), de modo a formar uma estrutura tubular ou tipo anel, junto com o bloco refratário (16). | 15
15. Elemento de duto, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o bloco | refratário (16) compreende um primeiro dispositivo de conexão (39), para conectar o bloco refratário (16) ao elemento de setor complementar (33), e um segundo dispositivo de conexão (40), para conectar o bloco refratário (16) aos elementos adjacentes de um duto (18a, 18b) .
16. Elemento de duto, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o elemento de setor "complementar (33) compreende um terceiro dispositivo de conexão (41), para conectar o elemento de setor complementar (33) com o primeiro dispositivo de conexão (39) do bloco refratário (16), e um quarto dispositivo de conexão (42), para conectar o elemento de setor complementar (33) com elementos adjacentes do duto de | circulação de gás (18a, 18b).
17. Elemento de duto, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de conexão (39), o segundo dispositivo de

| 5/5 z | -. conexão (40), o terceiro dispositivo de conexão (41) e/ou o quarto dispositivo de conexão (42) compreendem flanges providos de furos de parafusos (43), para fixação do bloco refratário (16) e do elemento de setor complementar (33) entre si, e ainda para fixar os elementos adjacentes do duto (18a, 18b) por meio de uniões aparafusadas.
18. Duto de circulação de gás (18a, 18b) de um forno de sinterização de fios (19), preferivelmente, um forno de sinterização de cinta de aço, caracterizado pelo fato de que o duto de circulação de gás (18a, 18b) compreende: ' - a disposição de queimador de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 9; ou - à instalação de queimador de acordo com as reivindicações 10 a13; ou - o elemento de duto (32) de acordo com uma ou mais das reivindicações 14 a 17.
19. Forno metalúrgico (19, 21), caracterizado pelo fato de compreender: - a disposição de queimador (B) de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 à 9; ou - à instalação de queimador de acordo com uma ou mais das reivindicações 10 a 13; ou - o elemento de duto de acordo com um ou mais das reivindicações 14 a 17; ou - o duto de circulação de gás (18a, 18b), de acordo com a reivindicação 18.
20. Método para manutenção da disposição de queimador (B), de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma etapa de remover a unidade de queimador (1) do dito bloco de cobre resfriado por fluído (3).