BR112016003768B1

BR112016003768B1 - disposição para a vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão de um sistema de elétrodos de uma fornalha de arco elétrico

Info

Publication number: BR112016003768B1
Application number: BR112016003768-5A
Authority: BR
Inventors: Seppo JUVONEN
Original assignee: Outotec (Finland) Oy
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2021-02-02
Also published as: EP3039365B1; CN105518402B; US20160212803A1; FI20135864A; SA516370596B1; SI3039365T1; EP3039365A1; NO3039365T3; US10034332B2; EA201690233A1; EA030200B1; ZA201601095B; CN105518402A; WO2015028709A1; FI125431B

Abstract

disposição para vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de presssão. a invenção se refere a uma disposição para a vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão de um sistema de elétrodos (1) de uma fornalha de arco elétrico (6). o cilindro em fole (60) faz-se localizado em uma cavidade (61) formada no bloco de pressão (41) e sendo operado pelo fluido hidráulico fornecendo pressão de encontro a uma sapata de contato (31) de um anel de sapata de contato disposto na parte interna do conjunto de anel de pressão. o cilindro em fole (6) é vedado junto à cavidade (61) com uma disposição de vedação. um reservatório de vedação (63) é disposto no fole (62) junto à lateral interna do bloco de pressão (41). o reservatório de vedação (63) apresenta uma superfície essencialmente plana em sentido da sapata de contato (31) sendo provido com uma borda lateral (68) se estendendo ao interior da cavidade (61). uma ranhura circunferencial (65) é formada na parede lateral da cavidade (61) e um anel de gaxeta (66) sendo disposto junto à referida ranhura (65). um anel de vedação flexível (67) sendo disposto em torno do anel de gaxeta (66) provendo com tensão e pressão junto ao anel de gaxeta (66) contra a borda lateral (68) do reservatório de vedação (63).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a uma disposição para a vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão. Mais especificamente, a invenção se refere a uma disposição para a vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão de um sistema de elétrodos de uma fornalha de arco elétrico, na superfície interna de cujo bloco de pressão tem-se a formação de uma cavidade e o fole do cilindro em fole se localiza na referida cavidade, o referido cilindro em fole sendo operado pelo fluido hidráulico realizando pressão de encontro a uma sapata de contato de um anel de sapata de contato disposto na parteinterna do conjunto de anel de pressão, com o cilindro emfole sendo vedado junto à cavidade contendo uma disposição de vedação.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Uma fornalha a arco elétrico consiste de uma fornalha operada eletricamente para modo de fusão e/ou para a limpeza de refugos. A operação de uma fornalha é baseada em uma centelha de arco queimando entre os elétrodos separados, ou entre os elétrodos e o material a ser fundido. A fornalha pode ser operada tanto por meio deuma CA como CC. O calor é gerado em uma centelha de arco, eainda no material a ser fundido, no caso da centelha de arco queimar entre o material e os elétrodos. A força é conduzida até aos elétrodos na vertical localizados simetricamente em um triângulo com respeito ao ponto intermediário da fornalha. No caso de uma fornalha de fusão de minérios DC existe um elétrodo na metade da fornalha. A profundidade do conjunto dos elétrodos na fornalha é continuamente ajustada, devido as pontas dos mesmos serem exauridas pela centelha de arco.

[003] A parte inferior do conjunto de coluna de elétrodo compreende de um anel de sapata de contato, um anel de pressão e de uma blindagem térmica. O anel de sapata de contato consiste de uma pluralidade de elementos de sapata de contato dispostos na forma de um anel para se apresentarem em contato com uma camisa incandescente de aço no interior de onde a pasta de elétrodo é sinterizada. Tal elétrodo consiste de um elétrodo denominado de elétrodo Soderberg. Os elementos de sapata de contato conduzem a corrente elétrica até ao elétrodo. Um anel de pressão é disposto junto à parte externa do anel de sapata de contato, de modo que o anel de sapata de contato seja circundado pelo referido anel de pressão. O anel de pressão consiste de uma pluralidade de blocos de pressão conectados entre si na forma de um anel, tais blocos de pressão são providos contendo um fole hidráulico em que a sapata de contato no anel de sapata de contato vem a ser pressionada de encontro a camisa incandescente de aço do elétrodo. Uma blindagem térmica circundando o conjunto de coluna de elétrodos é disposta acima do anel de pressão na direção axial do conjunto de coluna de elétrodo. Tem-se ainda que a blindagem térmica compreende de uma pluralidade de segmentos conectados entre si para a formação de um conjunto em formato anular.

[004] Conforme mencionado acima, o anel de pressão consiste de uma pluralidade de blocos de pressão conectados entre si como um anel. Os blocos de pressão são formados, em geral, de elementos de cobre maciço sendo providos com foles através dos quais uma força de pressão em sentido à sapata de contato vem a ser criada para efetuar pressão junto à referida sapata de contato de encontro ao elétrodo. Os foles são mantidos livres sem quaisquer partes móveis. Entretanto, no caso de penetração de poeira entre os foles, os mesmos podem ser prejudicados. Além disso os gases quentes da fornalha podem causar prejuízos aos cilindros em fole ou ao fluido hidráulico contido nos mesmos, referência é feita ainda ao documento do estado anterior da técnica EP1971190 que apresenta um conjunto de anel de pressão aonde os blocos de pressão ou os segmentos de anel de pressão são disponibilizados contendo disposições e vedações de pistão compreendendo uma estrutura complexa incorporando múltiplos elementos.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[005] Um objetivo da presente invenção consiste de uma disposição inovativa para a vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão em um sistema de elétrodos de uma fornalha de arco elétrico, disposição esta que superaa as desvantagens e empecilhos relacionados ao estado anterior da técnica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] Os objetivos da presente invenção são alcançados através da disposição sendo essencialmente caracterizada pelo fato da lateral interna do bloco de pressão ter a colocação de um reservatório de vedação junto ao fole, o reservatório de vedação apresenta uma superfície essencialmente chata em sentido à sapata de contato sendo provido contendo uma borda lateral se estendendo para dentro da cavidade, com uma ranhura circunferencial sendo formada junto à parede lateral da cavidade e um anel de gaxeta sendo disposto na referida ranhura, sendo que um anel de vedação feito de material flexível vem a ser disposto em torno do anel de gaxeta fornecendo uma tensão e pressão no anel de gaxeta de encontro a borda lateral do reservatório de vedação.

[007] Preferencialmente, o anel de gaxeta apresenta um formato em L compreendendo de uma ramificação radial se estendendo para dentro da ranhura circunferencial e uma ramificação axial acomodando-se na borda lateral do reservatório de vedação. O anel de vedação flexível é disposto na ranhura em torno da ramificação axial do anel de gaxeta e em sentido axial externo a partir da ramificação radial do anel de gaxeta.

[008] O anel de gaxeta é feito de material antimagnético, preferencialmente, o bronze.

[009] O material do anel de vedação flexível é formado, preferencialmente, do silicone.

[010] Uma chapa de isolamento elétrico é disposta, preferencialmente, entre o reservatório de vedação e a superfície externa junto à sapata de contato.

[011] Entre as vantagens obtidas pela invenção pode-se mencionar que o apertamento do conjunto de anel de pressão é muito superior ao das disposições do estado anterior da técnica. O apertamento é muito importante devido que deve haver suficiência de teor de dióxido de carbono na fornalha. Além disso, a poeira muito fina, advinda da fornalha, pode grudar no fole. Isto pode vir a levar uma insuficiência de pressão entre a sapata de contato e o envoltório de elétrodos e pode levar ainda a uma centelhação indesejável, logo o apertamento é de elevada importância.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] Os desenhos, que são incluídos para proporcionarem com uma compreensão adicional da invenção e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram as modalidades da invenção e em conjunto com a parte descritiva auxiliam na explicação dos princípios da invenção. Tem-se que: A Fig. 1 consiste de uma vista lateral em elevação esquemática de uma fornalha de arco elétrico; A Fig. 2 consiste de uma vista lateral em elevação esquemática de um conjunto de coluna inferior de elétrodos da fornalha de arco elétrico da Fig.1 em maior escala; A Fig. 3 consiste de uma vista axonométrica de uma parte do conjunto de coluna inferior de elétrodos; A Fig. 4 consiste de uma vista axonométrica de um bloco de pressão contendo o cilindro em fole em uma vista expandida; A Fig. 5 consiste de uma vista da seção transversal do bloco de pressão apresentando a estrutura do cilindro em fole em maiores detalhes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[013] A Fig. 1 apresenta uma ilustração esquemática de uma fornalha de arco elétrico 6. A fornalha 6 compreende uma pluralidade de conjuntos de coluna de elétrodos 1, porém por questões de simplificação somente um deles é mostrado na Fig. 1.

[014] Com referência as Figuras 1, 2 e 3, umconjunto de coluna inferior de elétrodos 2 se faz localizado na parte inferior do sistema de elétrodos. O conjunto de coluna inferior de elétrodos 2 compreende de um anel de sapata de contato 3, um anel de pressão 4 e uma blindagem térmica 5. O anel de sapata de contato 3 é configurado para ser colocado em contato com o elétrodo para condução da corrente elétrica até ao elétrodo. O anel de sapata de contato 3 compreende de uma pluralidade de elementos de sapata de contato 31. Os elementos de sapata de contato 31 são dispostos em um formato anular circundando o elétrodo. As sapatas de contato 31 são pressionadas de encontro à camisa incandescente de aço do elétrodo com o auxílio de uma pluralidade de foles hidráulicos dispostos no anel de pressão 4 circundando o anel de sapata de contato 3. O anel de pressão 4 compreende de uma pluralidade de blocos de pressão 41 conectados entre si para formação de um anel anular. Preferencialmente, cada um dos blocos de pressão 41 vem a ser provido contendo um fole hidráulico conforme mencionado anteriormente. Uma blindagem térmica 5 se faz localizada acima do anel de pressão 4 na direção axial do conjunto de coluna de elétrodos 1. A blindagem térmica 5 compreende uma pluralidade de segmentos de blindagem térmica 51 conectados entre si para formação de um anel anular circundando o conjunto de coluna inferior de elétrodos 2.

[015] Conforme pode ser observado na Fig. 3, os tubos 32, 42 são conectados aos elementos de sapata decontato 31 do anel de sapata de contato 3 e os blocos depressão 41 do anel de pressão 4. As referidas conexões detubo são dispostas junto às extremidades superiores 33, 43dos elementos de sapata de contato 31 e dos blocos de pressão 41. Os tubos 32, 42 são dispostos para um líquido de resfriamento a ser alimentado para dentro e para fora dos elementos de conexão 31 e dos blocos de pressão 41 para a preservação de suas temperaturas junto a um nível desejado. Além disso, os tubos 46 são mostrados na Fig. 3.Os referidos tubos 46 são conectados ao cilindro em fole 60apresentado na Fig. 3 como estando separado do bloco de pressão 41. Os tubos 46 são dispostos para que haja suprimento do fluido hidráulico junto ao cilindro em fole 60.

[016] Agora, com referência as Figuras 4 e 5, uma cavidade 61 para o cilindro em fole 60 é formada na superfície interna 45 do bloco de pressão 41. Os foles 62 da estrutura de cilindro em fole 60 se fazem localizados na referida cavidade 61. Na parte interna 43 do bloco de pressão 41, tem-se a disposição de um reservatório de vedação 63 junto ao fole 62. O reservatório de vedação 63 apresenta uma superfície essencialmente plana em sentido à sapata de contato 31 e com uma chapa de isolamento elétrico 64 vindo a ser disposta entre o reservatório de vedação 63 e a superfície externa da sapata de contato 31. O reservatório de vedação 63 é disponibilizado contendo uma borda lateral 65 sendo feita junto à parede lateral da cavidade 61 e um anel de gaxeta 66 sendo disposto na referida ranhura 65 para prover contato entre o bloco de pressão 41 e o reservatório de vedação 63. O anel de gaxeta 66 apresenta um formato em L compreendendo de uma ramificação radial se estendendo para dentro da ranhura circunferencial 65 e uma ramificação axial se acomodando na borda lateral 68 do reservatório de vedação 63. O anel de gaxeta 66 é feito de um material antimagnético, preferencialmente, o bronze. Um anel de vedação 67 formado de material flexível é disposto em torno do anel de gaxeta 66 para prover com tensão e pressão junto ao anel de gaxeta contra a borda lateral 68 do reservatório de vedação 63. O material do anel de vedação 67 flexível pode ser feito de silicone conforme pode ser visto pela Fig. 5, estando localizado na ranhura 65 em torno da ramificação axial do anel de gaxeta 66 e em sentido axial externo da ramificação radial do anel de gaxeta 66, de modo que não haja prejuízos devido a preença de calor advindo da fornalha.

[017] É claro para uma pessoa versada na técnica, em função do avanço tecnológico, a estratégia básica da invenção pode ser implementada de diversas maneiras. A invenção e suas modalidades não ficam, portanto, limitadas aos exemplos descritos anteriormente, pelo contrário, elas podem variar dentro do escopo do quadro de reivindicações.

Claims

1. Disposição para vedação de um cilindro em fole em um bloco de pressão de um conjunto de anel de pressão de um sistema de elétrodos (1) de uma fornalha de arco elétrico (6), na superfície interna (45) de onde uma cavidade (61) no bloco de pressão (41) vem a ser formada e onde o fole (62) do cilindro em fole (60) se localiza na cavidade (61), com o cilindro em fole (60) sendo operado pelo fluido hidráulico fornecendo pressão contra uma sapata de contato (31) de um anel de sapata de contato (3) disposto na parte interna do conjunto de anel de pressão (4), com o cilindro em fole (60) sendo vedado junto à cavidade (61) incorporando uma disposição de vedação, caracterizado pelo fato de que: - junto à lateral interna (45) do bloco de pressão (41), um reservatório de vedação (63) é disposto junto ao fole (62), o reservatório de vedação (63) apresentando uma superfície plana em sentido à sapata de contato (31) e sendo provido com uma borda lateral (68) se estendendo para a cavidade (61), - uma ranhura circunferencial (65) sendo formada junto à parede lateral da cavidade (61) e um anel de gaxeta (66) feito de material antimagnético sendo disposto junto à ranhura (65), e - um anel de vedação (67) formado de material flexível sendo disposto em torno do anel de gaxeta (66) fornecendo tensão e pressão junto ao anel de gaxeta (66) de encontro à borda lateral (68) do reservatório de vedação (63).

2. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o anel de gaxeta (66) apresentar um formato em L compreendendo uma ramificação radial se estendendo para o interior da ranhura circunferencial (65) e uma ramificação axial se acomodando junto à borda lateral (68) do reservatório de vedação (63).

3. Disposição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de o anel de vedação (67) flexível ser disposto na ranhura (65) em torno da ramificação axial do anel de gaxeta (66) e em sentido axial externo a partir da ramificação radial do anel de gaxeta (66).

4. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de o material do anel de gaxeta (66) ser bronze.

5. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de o material do anel de vedação flexível (67) ser silicone.

6. Disposição, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de uma chapa de isolamento elétrico (64) ser disposta entre o reservatório de vedação (63) e a superfície externa da sapata de contato (31)